Di Amedeo Balbi
Che succede se cadete dentro un buco nero? Se avete visto Interstellarconoscete la risposta di Christopher Nolan e del suo consulente scientifico, il fisico Kip Thorne (se non l’avete visto, non vi dico qual è). Ovviamente, si tratta solo di un film. Ma il fatto che ci sia spazio per le invenzioni della fantascienza dice qualcosa sullo stato attuale delle conoscenze scientifiche in materia.
In effetti, la scienza non ha una risposta univoca sulla questione, che è da molti anni oggetto di un dibattito vivace tra i fisici teorici. L’ultimo a pronunciarsi (e non è la prima volta) è statoStephen Hawking che, in una conferenza tenutasi in questi giorni a Stoccolma, ha annunciato di aver trovato una soluzione teorica per permettere all’informazione che entra in un buco nero di “salvarsi”. Questo è il riassunto, ma la cosa va forse chiarita un po’ meglio.
Probabilmente non c’è bisogno di spendere troppe parole per ricordare cosa sia un buco nero: una regione di spazio-tempo, delimitata da un confine chiamato “orizzonte”, da cui nulla, nemmeno la luce, riesce a sfuggire.
Il consenso generale tra gli scienziati è che i buchi neri esistano davvero, e che siano anche stati osservati, seppure indirettamente: si sono visti i getti di altissima energia emessi dalla materia che ci precipita dentro, riscaldandosi, e si sono studiate le orbite rapidissime delle stelle che ruotano attorno al buco nero supermassiccio nascosto al centro della nostra galassia.
L’incertezza non è nell’esistenza dei buchi neri, dunque, ma in alcune delle loro proprietà, quelle che per essere descritte hanno bisogno della coesistenza forzata tra le due grandi teorie della fisica moderna: la relatività generale e la meccanica quantistica. (La prima descrive la gravità e la struttura dello spazio-tempo, la seconda il comportamento delle particelle subatomiche — due mondi che normalmente possono essere trattati separatamente, ma che fanno a pugni quando si prova a metterli assieme.)
Che succede, ad esempio, all’informazione che finisce dentro un buco nero? Negli anni ’70 Stephen Hawking e Jacob Bekenstein (recentemente scomparso) calcolarono che i buchi neri potevano “evaporare”, ovvero risputare fuori molto lentamente il materiale inghiottito, ma in una forma completamente caotica, tale da non avere più nessuna “memoria” delle condizioni prima dell’ingresso. La cosa creò scalpore tra i fisici, perché la perdita completa di informazione va contro uno dei capisaldi della fisica, ovvero il fatto che, in linea di principio, lo stato fisico di un sistema in un certo istante dipende completamente da quello negli istanti precedenti. L’apparente paradosso era un chiaro segnale del fatto che relatività generale e meccanica quantistica davano risposte contraddittorie quando erano chiamate in causa simultaneamente.
Hawking è rimasto per molti anni convinto della sua posizione. Ancora nel 1997, in coppia proprio con il Kip Thorne di Interstellar, scommise pubblicamente con il fisico John Preskill che l’informazione andava completamente perduta entrando in un buco nero. Poi, le cose sono cambiate. Nel 2004, Hawking ha dichiarato di aver trovato un meccanismo che consentiva all’informazione di sfuggire dai buchi neri, e di aver quindi perso la scommessa (Preskill ha ricevuto in premio un’enciclopedia del baseball, come pattuito). Nel 2014 ha persino dichiarato che forse i buchi neri non sono come pensavamo che fossero, e che il loro orizzonte possa in realtà essere solo apparente.
E adesso, da Stoccolma, arriva l’ultima puntata, almeno per ora: l’informazione potrebbe non entrare mai all’interno del buco nero, ma essere “tradotta” e preservata sulla superficie dell’orizzonte, come in una specie di ologramma, pronta per essere recuperata. Tutto ancora da capire per bene, visto che per il momento quelle di Hawking sono idee presentate in una conferenza pubblica e l’articolo scientifico non è ancora disponibile. Ma naturalmente, che l’informazione vada persa o meno, resta il fatto che tutto ciò che entra in buco nero diventa un frullato di particelle elementari. Anche se vi fidate ciecamente dell’intuizione di Hawking, dunque, il consiglio resta sempre valido: state alla larga dai buchi neri.
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