E se il nostro Universo si trovasse davvero all'interno di un buco nero?
Tra singolarità e orizzonti degli eventi per capire, c'è chi ipotizza che il nostro Universo sia intrappolato dentro un buco nero: ma è davvero così?
Quando osserviamo il cielo stellato, l’Universo ci appare come una distesa infinita e senza confini. Ma i cosmologi sanno bene che la realtà è diversa: il cosmo ha dei limiti precisi. Questa consapevolezza ha portato a una delle teorie più affascinanti e controverse della fisica moderna: è possibile che il nostro intero Universo esista all’interno di un buco nero?
Sebbene possa sembrare una domanda “fantascientifica”, recenti studi suggeriscono che questa ipotesi sia matematicamente plausibile. Come afferma Niayesh Afshordi, astrofisico del Perimeter Institute for Theoretical Physics: “È certamente un’idea ragionevole. Si tratta solo di far funzionare i dettagli”.
Similitudini tra Universo e buchi neri
A risollevare la questione è stato un recente e interessante articolo pubblicato su National Geographic. Per capire perché alcuni fisici, come il sopracitato Niayesh Afshordi del Perimeter Institute, considerino questa idea plausibile, dobbiamo soffermarci sulle caratteristiche fondamentali dello spazio-tempo.
Gli attuali modelli indicano che l’Universo possiede due elementi chiave, che condividono con i buchi neri: la singolarità (il punto di inizio denso e caldo del Big Bang) e l’orizzonte degli eventi (il limite oltre il quale non possiamo vedere).
Matematicamente parlando, sorprendono le similitudini alla base di questi fenomeni, che derivano direttamente dalla teoria della relatività generale di Albert Einstein. Ghazal Geshnizjani, fisica teorica del Perimeter Institute, conferma: “Matematicamente, sono molto correlati”.
Ma è la stessa Geshnizjani a frenare gli entusiasmi: la relazione non è di semplice identità e, per certi versi, “sono un po’ l’uno l’opposto dell’altro“. Mentre l’Universo nasce da una singolarità e si espande, un buco nero termina in una singolarità dove tutto viene schiacciato. Inoltre, l’orizzonte cosmico è un limite creato dall’espansione (cioè le cose si allontanano fino a sparire), mentre l’orizzonte di un buco nero è un punto di non ritorno gravitazionale.
La selezione naturale cosmologica
Questa idea non è del tutto nuova. Fisici come Raj Kumar Pathria e I.J. Good ipotizzarono che potessimo vivere in un buco nero già negli anni Settanta, ma fu il fisico Lee Smolin a portare la teoria a un livello successivo con il concetto di selezione naturale cosmologica, circa vent’anni dopo.
Secondo Lee Smolin, ogni buco nero che si forma nel nostro Universo potrebbe generare al suo interno un “universo figlio”, con leggi fisiche leggermente diverse. In questo scenario, gli universi si evolvono e si moltiplicano, creando una vasta catena di realtà nidificate una dentro l’altra.
Mancano prove osservabili
È sempre affascinante avere a che fare con punti di vista di questo tipo, ma per la scienza le belle teorie non bastano: bisogna trovare prove osservabili. Il fisico Alex Lupsasca della Vanderbilt University spiega chiaramente il metodo scientifico applicato a questo enigma: “Abbiamo delle teorie e queste hanno delle conseguenze. Se le implicazioni della teoria vengono escluse da un esperimento, allora potremmo dire che le ipotesi sono incoerenti o sbagliate”.
Ma a quali conseguenze si riferisce? Se fossimo dentro un buco nero, l’Universo dovrebbe avere una direzione specifica: “Ci si aspetterebbe una sorta di gradiente nel nostro Universo. Una direzione sarebbe verso il centro del buco nero, un’altra verso l’esterno”, dice Afshordi.
Proprio qui sorge il problema. Le nostre misurazioni attuali confermano il principio cosmologico, alla base della cosmologia moderna, che si poggia sull’assunto fondamentale che l’Universo sia spazialmente isotropo e omogeneo su grandi scale. Per dirlo in altre parole, afferma che l’Universo è uniforme in tutte le direzioni, senza un asse privilegiato. Uniformità che è difficile conciliare con la natura caotica della formazione di un buco nero da una stella morente.
Per risolvere definitivamente l’enigma, i fisici devono riuscire a unificare la relatività generale – che spiega l’infinitamente grande – con la meccanica quantistica – che spiega l’infinitamente piccolo. Una simile teoria della gravità quantistica, finora, non esiste. Ma l’indagine è aperta.
