Un fisico sfida Einstein affermando che i buchi neri siano stelle congelate

Uno dei più grandi progressi della fisica è la Relatività Generale di Albert Einstein, che descrive la gravità come una distorsione dello spazio-tempo. Con la teoria della Relatività Generale, Einstein ampliò ulteriormente il campo della Fisica con la descrizione dell'interazione più importante su scala astronomica. Oltre alla gravità, la teoria di Einstein è riuscita a descrivere oggetti nell'Universo di cui prima non sapevamo nemmeno l'esistenza.

Il primo caso si verificò quando Karl Schwarzschild trovò una soluzione alle equazioni di Einstein che divenne nota come metrica di Schwarzschild. La cosa interessante è che la metrica descriveva che, per una data massa di un oggetto, nemmeno la luce sarebbe in grado di sfuggire a un dato raggio.

La soluzione di Schwarzschild descriveva la fisica di un oggetto che in seguito sarebbe diventato noto come buco nero. Nemmeno Einstein o Schwarzschild credevano che un oggetto del genere potesse esistere.

Più di un secolo dopo, la collaborazione ha registrato le prime due foto di buchi neri che dimostrano l’esistenza di questi oggetti. Tuttavia, un nuovo lavoro di un fisico dell’Università Ben-Gurion sostiene che i buchi neri potrebbero in realtà essere stelle congelate che interagiscono in modo simile a quello descritto da Schwarzschild. E le stelle ghiacciate potrebbero persino risolvere diversi misteri che circondano i buchi neri.

Buchi neri

Quando una stella massiccia raggiunge la fine della sua vita, entra in un processo di supernova in cui parte del suo interno collassa in un punto chiamato singolarità. La singolarità sarebbe il punto in cui tutta la massa collasserebbe e, a seconda del valore di questa massa, esiste un raggio che definisce una regione chiamata orizzonte degli eventi. Questa regione determina il punto da cui nemmeno la luce può sfuggire.

Esistono diverse classificazioni per i buchi neri che si basano su 2 proprietà: la loro massa e la loro rotazione. Le classificazioni basate sulle basi coinvolgono buchi neri supermassicci e stellari.

Le classificazioni basate sugli spin coinvolgono i buchi neri di Schwarzschild e i buchi neri di Kerr. Al centro di ogni galassia si trova un buco nero supermassiccio, generalmente considerato un buco nero di Kerr.

Prima foto di un buco nero

Nell’aprile 2019, la collaborazione Event Horizon Telescope ha rilasciato la prima immagine di un buco nero. Il buco nero nella foto si chiama M87* e si trova al centro della galassia Messier 87, a circa 55 milioni di anni luce dalla Via Lattea. Il buco nero ha una massa stimata di 7 miliardi di volte la massa del Sole e registrazioni precedenti mostrano che ha un getto relativistico che indica che è possibile avere rotazione.

Nel 2022, l'EHT ha pubblicato la seconda foto, questa del buco nero Sgr A* al centro della Via Lattea. Le due foto mostravano alcune dinamiche di questi oggetti nei centri delle galassie e davano una testimonianza diretta dell'esistenza di oggetti che fino ad allora erano stati osservati solo indirettamente. Entrambi gli articoli discutono la fisica coinvolta in ciascuna foto e sostengono come entrambi i documenti confermino la teoria della relatività generale di Einstein.

Il paradosso

L’esistenza dei buchi neri comporta anche problemi come paradossi che non hanno soluzione. Uno dei più famosi è il paradosso dell’informazione del buco nero che discute come vengono conservate le informazioni.

Un altro problema in relazione ai buchi neri è l'esistenza di una singolarità in cui la densità e la curvatura dello spazio-tempo tendono all'infinito. Il grosso problema è che la Fisica non si occupa bene degli infiniti, richiedendo altre aree della Fisica che non sono stabilite. Uno di questi ambiti è la Gravitazione Quantistica, che si propone come la soluzione che descrive il micromondo in situazioni di gravità estrema.

Stelle ghiacciate

Per risolvere questi paradossi, un gruppo di fisici propone l'idea che i buchi neri siano stelle congelate. Questi oggetti sarebbero i resti di stelle massicce diventate supernova e non emetterebbero luce. Avrebbero fenomeni identici a quelli dei buchi neri ma senza la presenza di una singolarità al loro interno. Anche l’orizzonte degli eventi sarebbe simile ad una stella congelata.

Fenomeni come la dilatazione del tempo e la gravità estrema sarebbero simili e ad un osservatore esterno potrebbero essere visti come buchi neri. Poiché non avrebbero un orizzonte degli eventi, sarebbe possibile che la luce in arrivo fuoriesca, evitando anche il paradosso dell’informazione. Non sarebbero punti di non ritorno come lo è l’orizzonte degli eventi di un buco nero.

Esistono i buchi neri?

L'astronomo Carl Sagan una volta affermò che affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie. Il caso delle stelle ghiacciate è un esempio di questa citazione di Sagan.

Per confermare l’ipotesi serviranno prove e osservazioni estremamente precise che possano spiegare tutti gli effetti fino ad oggi conosciuti. La Teoria della Relatività Generale rimane tuttora una teoria ben consolidata ed è stata sottoposta più volte al metodo scientifico.

Referência da notícia:

Bronstein et al. 2024 Thermodynamics of frozen stars Physical Review D