Scienziati simulano un buco nero in laboratorio per comprovare le teorie di Hawking

Un team di fisici dell’Università di Amsterdam, nei Paesi Bassi, ha simulato in laboratorio l’orizzonte degli eventi di un buco nero e ha osservato l’equivalente di una forma elusiva di radiazione teorizzata per la prima volta da Stephen Hawking, come riportato da Science Alert. L’orizzonte degli eventi è il limite esterno di un buco nero oltre il quale quale nessun evento interno può influenzare un osservatore interno, cioè è il limite oltre il quale niente può uscire, né radiazione nè particella, dal buco nero.

La nuova scoperta potrebbe aiutare la comunità scientifica a sviluppare una teoria del tutto nuova che coniughi la teoria generale della relatività con i principi della meccanica quantistica.

I ricercatori hanno utilizzato una catena di atomi in fila indiana per simulare l’orizzonte degli eventi di un buco nero in condizioni di laboratorio. La radiazione di Hawking risultante – particelle create dalle perturbazioni delle fluttuazioni quantistiche causate dalla lacerazione dello spaziotempo da parte del buco nero – si è manifestata come un bagliore visibile. La radiazione di Howking è una radiazione termica che il fisico inglese aveva teorizzato sarebbe stata emessa proprio dall’orizzonte degli eventi.

Alcuni scienziati ritengono che la radiazione di Hawking potrebbe contribuire a colmare il divario tra la teoria generale della relatività e la meccanica quantistica, che presentano principi completamente diversi da quelli che vediamo nell’universo osservabile, ma su microscala.

Una delle principali ambizioni di Stephen Hawking nella vita era quella di lavorare a una teoria unificata della gravità quantistica che potesse unificare le due teorie inconciliabili e potesse, quindi, essere applicata universalmente.

L’orizzonte degli eventi di un buco nero è l’area in cui nessuna luce o materia può uscire. Ciò che accade al di là di questo punto esiste solo in teoria, con alcune teorie che suggeriscono che alcuni buchi neri potrebbero essere dei wormhole che forniscono scorciatoie per regioni lontane dell’universo.

Nel 1974, Stephen Hawking propose che le interruzioni delle fluttuazioni quantistiche nell’orizzonte degli eventi rilasciano un tipo di radiazione molto simile alla radiazione termica. Il problema è che questa radiazione è probabilmente troppo debole per essere rilevata dalla Terra.

È qui che entra in gioco il buco nero simulato. Il gruppo di scienziati si è proposto di analizzare le proprietà della radiazione di Hawking creando un analogo in laboratorio.

Non è la prima volta che gli scienziati simulano un buco nero in laboratorio, ma gli scienziati olandesi sono riusciti a vedere un bagliore nell’orizzonte degli eventi simulato quando erano soddisfatte determinate condizioni.

La loro catena monodimensionale di atomi permetteva essenzialmente agli elettroni di “saltare” da una posizione all’altra. Sono stati in grado di alterare la facilità con cui il salto poteva avvenire, creando un tipo di orizzonte degli eventi che interferiva con la natura ondulatoria degli elettroni.

Secondo gli scienziati, questo ha prodotto un aumento della temperatura che corrisponde alle aspettative teoriche, ma solo quando una parte della catena di atomi si è estesa oltre l’orizzonte degli eventi. Ciò potrebbe significare che l’entanglement delle particelle sull’orizzonte degli eventi potrebbe essere ciò che genera la radiazione di Hawking.