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Sagittarius A* potrebbe essere un wormhole?

Due astrofisici hanno escogitato un metodo per scoprire entro una decina d’anni se il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia ospita un varco spazio-temporale: un oggetto la cui esistenza è però ancora tutta da dimostrare.

In fisca i wormhole  o varchi spazio-temporali, sono un argomento controverso, per non dire di peggio. Non solo l’idea di viaggiare attraverso questi ipotetici passaggi tra due diverse regioni dello spazio-tempo è discutibile, ma la loro stessa esistenza non è provata. Un articolo di prossima pubblicazione, tuttavia, suggerisce un metodo per cercare un wormhole all’interno di un buco nero, con osservazioni che sarebbero possibili entro un decennio.

Sagittarius A* potrebbe essere un wormhole? 1
Gli astronomi potrebbero presto scoprire se si nasconde un wormhole nel cuore oscuro della Via Lattea.

Nel sito arXiv.org, gli astrofisici De-Chang Dai dell’Università di Yangzhou in Cina e Dejan Stojkovic dell’Università di Buffalo hanno descritto dettagliatamente un test per determinare se Sagittarius A*, il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, ospita un wormhole. Si ritiene che i buchi neri siano potenzialmente in grado di ospitare i wormhole a causa delle condizioni estreme che entrambi i tipi di oggetti hanno in comune. Se un wormhole esiste, secondo gli autori, si può presumere che qualunque stelle si trovi sul lato opposto eserciterebbe un’influenza gravitazionale, sottile ma rilevabile, su quelle che stanno dalla nostra parte. L’articolo dei ricercatori è stato accettato per la pubblicazione sulla rivista “Physical Review D”.

“Si parla di wormhole attraversabili”, dice Stojkovic. “perciò ci siamo detti che se le particelle possono attraversarli, possono farlo anche i campi, come il campo elettromagnetico e il campo gravitazionale. Quindi se sono seduto da un lato del wormhole, posso sentire cosa succede dall’altro”.

Stojkovic e Dai affermano che monitorando i movimenti delle stelle dalla nostra parte – come S2, una stella nota in orbita a circa 17 ore luce dal Sagittarius A* – potremmo cercare piccole accelerazioni percettibili causate dalla presenza di un wormhole. Se le osservazioni al telescopio del movimento di S2 raggiungono una precisione di 0,000001 metri al secondo al quadrato, i due calcolano che tali misurazioni potrebbero rivelare l’ “impronta” di una stella non molto più grande del Sole che attrae S2 dal lato opposto del wormhole.

Se i wormhole esistono, c’è qualche dubbio sul fatto che colleghino due punti del nostro universo o di due diversi universi paralleli. Per gli obiettivi di Dai e Stojkovic, tuttavia, la differenza è solo accademica, poiché entrambi gli scenari dovrebbero produrre effetti rilevabili simili.

Naturalmente, trovare una piccola accelerazione che corrisponde a una stella che si trova dall’altra parte non sarebbe la prova dell’esistenza del wormhole, ma potrebbe suggerire, per esempio, la presenza nelle vicinanze di invisibili buchi neri più piccoli. Ma potrebbe anche puntare in quella direzione. Se invece quell’accelerazione non fosse rilevata, e posto che ci si aspetta che esista un buco nero supermassiccio intorno a cui orbitano alcune stelle sull’altro lato di un wormhole, allora la presenza di quel passaggio in Sagittarius A* potrebbe presumibilmente essere esclusa.

Cosimo Bambi della Fudan University, in Cina, che non era coinvolto nello studio, osserva che la mancata rilevazione di eventuali movimenti anomali potrebbe avere implicazioni grandi quanto quelle di un successo. Ma avverte che qualsiasi entusiasmo per tali misurazioni sarebbe in qualche modo prematuro. “Certo, questo studio potrebbe essere troppo ottimista”, afferma. “Ma in linea di principio, è possibile. In questo momento, sulla base delle osservazioni attuali, non possiamo escludere l’esistenza di wormhole. A volte si scopre qualcosa anche non scoprendo nulla”.

Perché l’idea di Stojkovic e Dai funzioni, qualunque wormhole si trovi all’interno di Sagittarius A* deve essere privo di un orizzonte degli eventi – il confine oltre il quale l’inesorabile attrazione della gravità non consente a nulla, nemmeno alla luce, di sfuggire – quindi sarebbe diverso dall’idea del ponte di Einstein-Rosen di un buco nero da un lato e un buco bianco dall’altro. “Fondamentalmente, non esiste alcun orizzonte degli eventi”, afferma Bambi. “È solo un cancello attraverso cui puoi andare dall’altra parte e tornare indietro. È vero che un buco nero, in alcuni casi, può essere un wormhole. Ma qui stiamo parlando di wormhole attraversabili.”

Alcuni ricercatori, tra cui anche un esperto della Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) di Trieste, Paolo Salucci, hanno portato alla comunità scientifica la loro proposta: la Via Lattea potrebbe essere un wormhole, quindi un cunicolo spazio-temporale per poter viaggiare nello spazio. E se ciò fosse vero allora la nostra galassia sarebbe, come dicono gli studiosi, “stabile e navigabile”.

Kirill Bronnikov, dell’Università russa per l’amicizia dei popoli (Università RUDN), che non era coinvolto nello studio, è altrettanto cauto. “In generale, è ragionevole”, dice. “I corpi che si muovono su un lato di un wormhole possono influenzare quelli sull’altro lato”. Tuttavia, se un simile wormhole fosse all’interno di un buco nero, per esempio all’interno di Sagittarius A*, gli effetti dell’orizzonte degli eventi di quel buco nero farebbero sì che non potremmo essere mai certi che sia lì. “Se c’è un wormhole invece di un buco nero con un orizzonte degli eventi, l’idea principale di questo studio non funziona”, aggiunge.

Stojkovic osserva che, affinché il wormhole sia attraversabile, la sua “bocca” deve essere più grande dell’orizzonte degli eventi del buco nero. “Un osservatore al di fuori del wormhole vedrebbe solo un buco nero che supporta la struttura del wormhole”, dice. “Se la bocca è più piccola o uguale all’orizzonte degli eventi, il wormhole non è attraversabile perché nulla può uscire dall’orizzonte.”

Tuttavia, scoprire con certezza se c’è un wormhole al centro della nostra galassia potrebbe essere alla nostra portata. Stojkovic sostiene che, via via che i metodi osservativi migliorano, potremmo usare strumenti come GRAVITY sul Very Large Telescope in Cile per rilevare abbastanza presto perturbazioni indotte dal wormhole in S2 che corrispondono a questa idea. “Dobbiamo solo fare un’analisi statistica leggermente migliore”, afferma. “Diciamo dieci anni. Non è pazzesco. Ci siamo quasi.”

Ponte di Einstein-Rosen

Un ponte di Einstein-Rosen o cunicolo spazio-temporale, detto anche wormhole è una ipotetica caratteristica topologica dello spaziotempo che è essenzialmente una “scorciatoia” da un punto dell’universo a un altro, che permetterebbe di viaggiare tra di essi più velocemente di quanto impiegherebbe la luce a percorrere la distanza attraverso lo spazio normale.

Il wormhole viene spesso detto galleria gravitazionale, mettendo in rilievo la dimensione gravitazionale strettamente interconnessa alle altre due dimensioni: spazio e tempo. Questa singolarità gravitazionale, e/o dello spazio-tempo che dir si voglia, possiede almeno due estremità, connesse ad un’unica galleria o cunicolo, potendo la materia viaggiare da un estremo all’altro passandovi attraverso.

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Percorso all’interno di un hyper wormhole dove lo spazio si piega fino a chiudersi su se stesso per poi riespandersi e sfociare nel futuro.

Il primo scienziato a teorizzare l’esistenza dei wormhole fu Ludwig Flamm nel 1916. In questo senso l’ipotesi della galleria gravitazionale è un’attualizzazione della teoria ottocentesca di una quarta dimensione spaziale la quale supponeva – ad esempio per un dato corpo toroidale, nel quale si trovino le tre dimensioni spaziali comunemente percettibili, una quarta dimensione spaziale che abbreviasse le distanze, e così i tempi del viaggio. Questa nozione iniziale fu plasmata in modo più scientifico nel 1921 dal matematico Hermann Weyl in relazione alle sue analisi della massa in termini di energia di un campo elettromagnetico.

Attualmente la teoria delle stringhe ammette l’esistenza di oltre 3 dimensioni spaziali e non 4 (vedere iperspazio), ma le altre dimensioni spaziali sarebbero contratte o compattate in base a scale subatomiche (secondo la teoria di Kaluza-Klein) per cui sembra impossibile sfruttare tali dimensioni spaziali per fare viaggi nello spazio e nel tempo.

  • I cunicoli spazio-temporali intra-universo connetterebbero una posizione con un’altra dello stesso universo. Un tunnel gravitazionale dovrebbe poter connettere punti distanti nell’universo per mezzo delle deformazioni spaziotemporali, permettendo così di viaggiare fra loro in minor tempo rispetto ad un normale viaggio.
  • I cunicoli spazio-temporali inter-universo, o wormhole di Schwarzschild, collegherebbero invece un universo ad un altro differente. Speculativamente parlando tali tunnel potrebbero essere usati per viaggiare da un universo ad un altro parallelo, oppure viaggiare nel tempo. In quest’ultimo caso sarebbe una scorciatoia per spostarsi da un punto spaziotemporale a un altro differente. Nella teoria delle stringhe un wormhole viene visualizzato come la connessione tra due D-brane, dove le bocche sono associate alle brana e connesse tramite un tubo di flusso. Si pensa che i wormhole siano una parte della schiuma quantica o spaziotemporale.

Altra classificazione:

  • I wormhole euclidei, studiati nella fisica delle particelle.
  • I wormhole di Lorentz, sono principalmente studiati nella relatività generale e nella gravità semiclassica.
  • I wormhole attraversabili sono dei tipi speciali di wormhole di Lorentz che permetterebbero a un essere umano di viaggiare da un estremo all’altro del tunnel.

Per il momento esistono teoricamente differenti tipi di wormhole che sono principalmente soluzioni matematiche al problema:

  • il supposto wormhole di Schwarzschild prodotto da un buco nero di Schwarzschild viene considerato insormontabile;
  • il supposto wormhole formato da un buco nero di Reissner-Nordström o di Kerr-Newman, risulterebbe sormontabile, ma in una sola direzione, potendo contenere un wormhole di Schwarzschild;
  • il wormhole di Lorentz possiede massa negativa e si ipotizza come sormontabile in entrambe le direzioni (passato e futuro).

I cunicoli spazio-temporali lorentziani noti come cunicoli spazio-temporali di Schwarzschild o ponte di Einstein-Rosen sono connessioni fra aree di spazio che possono essere modellati come soluzioni di vuoto nelle equazioni di campo di Einstein combinando modelli di un buco nero e un buco bianco. Questa soluzione fu scoperta da Albert Einstein e dal suo collega Nathan Rosen, che per primo pubblicò il risultato nel 1935. Nel 1962 John Archibald Wheeler e Robert W. Fuller pubblicarono un saggio mostrando che questo tipo di wormhole è instabile, e che si chiuderebbe istantaneamente non appena formato, impedendo anche alla luce di attraversarlo.

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Una Formica Esplora Una Mela Dotata Di Wormhole.

Precedentemente i problemi di stabilità dei wormhole di Schwarzschild erano apparenti; fu proposto che i quasar fossero buchi bianchi formanti la fine di questi tipi di wormhole.

wormhole lorentziani attraversabili permetterebbero di viaggiare da una parte all’altra dello stesso universo molto rapidamente oppure viaggiare da un universo ad un altro. La possibilità di wormhole attraversabili nel rispetto della relatività generale fu per prima volta ipotizzata da Kip Thorne insieme a un suo studente laureato Mike Morris, in un documento del 1988; per questa ragione il wormhole proposto, tenuto aperto per mezzo di un guscio sferico di materia esotica, viene chiamato wormhole di Morris-Thorne. Più tardi, altri tipi di wormhole attraversabili furono ipotizzati come soluzioni accettabili relativamente alle equazioni della relatività generale, includendo una varietà analizzata in un documento del 1989 di Matt Visser, in cui un sentiero attraverso il wormhole può essere praticato senza attraversare una regione di materia esotica. Nella versione originaria della teoria di Gauss-Bonnet invece la materia esotica non sarebbe necessaria ai wormhole per esistere. Un tipo tenuto aperto da massa esotica fu proposto da Visser in collaborazione con John G. Cramer et al., asserendo che tali wormhole potrebbero essere stati creati naturalmente nell’universo primordiale.

In un saggio del 1988, Morris, Thorne e Yurtsever cercarono esplicitamente di capire come si potrebbe convertire un wormhole attraversante lo spazio in uno attraversante il tempo.

Wormhole di Flamm

Nel 1916, appena un anno dopo che Einstein aveva formulato le sue leggi relativistiche generali della fisica, Ludwig Flamm a Vienna scoprì una soluzione delle equazioni di Einstein che descrive un wormhole (sebbene non lo chiamasse così). Ora sappiamo che le equazioni di Einstein consentono molti tipi di wormhole (wormhole con molte forme e comportamenti diversi), ma quello di Flamm è l’unico che è precisamente sferico e non contiene materia gravitante. Quando prendiamo una fetta equatoriale attraverso il wormhole di Flamm, così esso e il nostro universo (la nostra brana) hanno solo due dimensioni anziché tre, e quando poi vediamo il nostro universo e il wormhole dalla massa, sembrano la parte sinistra della Figura 14.2 .

Con una delle dimensioni del nostro universo persa dall’immagine, devi pensare a te stesso come una creatura bidimensionale costretta a muoversi sul foglio piegato o sulla parete bidimensionale del wormhole. Esistono due percorsi per viaggiare dalla posizione A nel nostro universo alla posizione B : il percorso breve (curva blu tratteggiata) lungo il muro del wormhole o il percorso lungo (curva rossa tratteggiata) lungo il foglio piegato, il nostro universo.

Certo, il nostro universo è davvero tridimensionale. I cerchi concentrici nella parte sinistra della Figura sono in realtà le sfere verdi nidificate mostrate a destra. Quando entri nel wormhole lungo il percorso blu dalla posizione A , passi attraverso sfere che diventano sempre più piccole. Quindi le sfere, sebbene annidate l’una nell’altra, cessano di cambiare circonferenza. E poi, mentre esci dal wormhole verso la posizione B , le sfere diventano sempre più grandi.

Per diciannove anni, i fisici prestarono poca attenzione alla soluzione oltraggiosa di Flamm delle equazioni di Einstein, il suo wormhole. Quindi nel 1935 lo stesso Einstein e il suo collega fisico Nathan Rosen, ignari del lavoro di Flamm, riscoprirono la soluzione di Flamm, esplorarono le sue proprietà e specularono sul suo significato nel mondo reale. Altri fisici, anche ignari del lavoro di Flamm, iniziarono a chiamare il suo wormhole il “ponte di Einstein-Rosen”.

Immagine per The Science of Interstellar
Il Wormhole Di Flamm.

Crollo del wormhole

Spesso è difficile estrarre, dalla matematica delle equazioni di Einstein, una piena comprensione delle loro previsioni. Il wormhole di Flamm è un esempio notevole. Dal 1916 al 1962, quasi mezzo secolo, i fisici pensavano che il wormhole fosse statico, per sempre immutabile. Quindi John Wheeler e il suo studente Robert Fuller hanno scoperto il contrario. Osservando molto più da vicino la matematica, hanno scoperto che il wormhole è nato, si espande, si contrae e muore, come mostrato nella Figura.

Inizialmente, nella figura (a), il nostro universo ha due singolarità. Col passare del tempo, le singolarità si allungano l’una verso l’altra attraverso la massa e si incontrano per creare il wormhole (b). Il wormhole si espande in circonferenza, (c) e (d), quindi si restringe e si pizzica (e), lasciando dietro di sé le due singolarità (f). La nascita, l’espansione, il restringimento e il pizzicamento avvengono così rapidamente che nulla, nemmeno la luce, ha il tempo di viaggiare attraverso il wormhole da un lato all’altro. Qualunque cosa o chiunque tenti il ​​viaggio verrà distrutta nel pizzico!

Immagine per The Science of Interstellar
Dinamica Del Wormhole Di Flamm (Il Ponte Di Einstein-Rosen).

Questa previsione è inevitabile. Se l’universo dovesse mai, in qualche modo, sviluppare un wormhole sferico che non contiene sostanze gravitanti, è così che si comporterebbe il wormhole. Le leggi relativistiche di Einstein lo dettano.

Wheeler non fu sgomento per questa conclusione. Al contrario, era contento. Considerava le singolarità (luoghi in cui lo spazio e il tempo sono infinitamente deformati) come una “crisi” per le leggi della fisica. E le crisi sono tutor meravigliosi. Esaminando saggiamente, possiamo ottenere grandi intuizioni sulle leggi fisiche. A questo torno nel capitolo 26.

Avanti veloce di un quarto di secolo, a maggio 1985: una telefonata di Carl Sagan che mi chiedeva di criticare la scienza relativistica nel suo prossimo romanzo Contact . Ho accettato felicemente. Eravamo amici intimi, pensavo che sarebbe stato divertente e, inoltre, gli dovevo ancora uno per avermi fatto conoscere Lynda Obst.

Carl mi ha inviato il suo manoscritto. L’ho letto e l’ho adorato. Ma c’era un problema. Ha inviato la sua eroina, la dottoressa Eleanor Arroway, attraverso un buco nero dal nostro sistema solare alla stella Vega. Ma sapevo che un interno con un buco nero non può essere un percorso da qui a Vega o in qualsiasi altra parte del nostro universo. Dopo essere precipitato attraverso l’orizzonte del buco nero, il dottor Arroway sarebbe stato ucciso dalla sua singolarità. Per raggiungere Vega in fretta, aveva bisogno di un wormhole, non di un buco nero. Ma un wormhole che non si stacca. Un wormhole attraversabile .

Quindi mi sono chiesto, cosa devo fare al wormhole di Flamm per salvarlo dal pizzicamento; tenerlo aperto, in modo che possa essere attraversato? Un semplice esperimento mentale mi ha dato la risposta.

Supponiamo di avere un wormhole che è sferico come quello di Flamm, ma a differenza di Flamm non si pizzica. Invia un raggio di luce nel wormhole, radialmente. Poiché tutti i raggi luminosi del raggio viaggiano radialmente, il raggio deve avere la forma mostrata nella Figura. Sta convergendo (la sua area della sezione trasversale sta diminuendo) mentre entra nel wormhole e sta divergendo (la sua area sta aumentando) mentre lascia il wormhole. Il wormhole ha piegato i raggi di luce verso l’esterno, così come una lente divergente.

Immagine per The Science of Interstellar
Un Raggio Di Luce Radiale Che Viaggia Attraverso Un Wormhole Sferico, Attraversabile. Sinistra : Visto Dalla Maggior Parte Con Una Dimensione Spaziale Rimossa. A Destra : Come Si Vede Nel Nostro Universo.

Ora, corpi gravitanti come il Sole o un buco nero piegano i raggi verso l’interno (Figura sotto). Non possono piegare i raggi verso l’esterno. Per piegare i raggi luminosi verso l’esterno, un corpo deve avere una massa negativa (o equivalentemente, energia negativa; ricorda l’equivalenza di massa ed energia di Einstein). Da questo fatto fondamentale, ho concluso che qualsiasi wormhole sferico attraversabile deve essere infilato da una sorta di materiale che ha energia negativa. Almeno l’energia del materiale deve essere negativa come visto dal raggio di luce, o da qualsiasi cosa o chiunque altro viaggi attraverso il wormhole quasi alla velocità della luce. Definisco tale materia “materia esotica”. (In seguito ho appreso che, secondo le leggi relativistiche di Einstein, qualsiasi wormhole, sferico o no, è percorribile solo se è infilato da materia esotica. Ciò deriva da un teorema provato nel 1975 di Dennis Gannon all’Università della California a Davis. Essendo un po ‘analfabeta, non ero a conoscenza del teorema di Gannon.)

Ora, è un fatto sorprendente che possa esistere materia esotica , grazie alle stranezze nelle leggi della fisica quantistica. La materia esotica è stata persino prodotta nei laboratori dei fisici, in minuscole quantità, tra due piastre conduttrici elettricamente ravvicinate. Questo è chiamato effetto Casimir. Tuttavia, nel 1985 non mi era molto chiaro se un wormhole potesse contenere abbastanza materia esotica per tenerlo aperto. Quindi ho fatto due cose.

Immagine per The Science of Interstellar
Il Sole O Un Buco Nero Piega Un Raggio Di Luce Verso L’interno.

In primo luogo, ho scritto una lettera al mio amico Carl, suggerendo che avrebbe inviato Eleanor Arroway a Vega attraverso un wormhole piuttosto che un buco nero, e ho allegato una copia dei calcoli con cui avevo dimostrato che il wormhole deve essere infilato da materia esotica. Carl ha abbracciato il mio suggerimento (e ha scritto delle mie equazioni nel riconoscimento del suo romanzo). Ed è così che i wormhole sono entrati nella moderna fantascienza: romanzi, film e televisione.

In secondo luogo, con due dei miei studenti, Mark Morris e Ulvi Yurtsever, ho pubblicato due articoli tecnici su wormhole attraversabili. Nei nostri articoli, abbiamo sfidato i nostri colleghi fisici a capire se le leggi quantistiche combinate e le leggi relativistiche consentono a una civiltà molto avanzata di raccogliere abbastanza materia esotica all’interno di un wormhole per tenerlo aperto. Ciò ha innescato molte ricerche da parte di molti fisici; ma oggi, quasi trenta anni dopo, la risposta è ancora sconosciuta. La preponderanza delle prove suggerisce che la risposta potrebbe essere NO, quindi i wormhole attraversabili sono impossibili. Ma siamo ancora lontani da una risposta finale. Per i dettagli, dai un’occhiata a Time Travel e Warp Drives dei miei colleghi fisici Allen Everett e Thomas Roman (Everett e Roman 2012).

Che aspetto ha un wormhole attraversabile?

Che aspetto ha un wormhole attraversabile per persone come noi che vivono nel nostro universo? Non posso rispondere definitivamente. Se un wormhole può essere tenuto aperto, i dettagli precisi di come rimangono un mistero, quindi i dettagli precisi della forma del wormhole sono sconosciuti. Per i buchi neri, al contrario, Roy Kerr ci ha fornito i dettagli precisi, in modo da poter fare le previsioni ferme. Quindi, per i wormhole, posso fare solo un’ipotesi colta, ma in cui ho una notevole fiducia. Da qui il simbolosull’intestazione di questa sezione.

Immagine per The Science of Interstellar
Le Immagini Viste Attraverso Le Due Bocche Di Un Wormhole.

Immagina di avere un wormhole qui sulla Terra, che si estende attraverso la maggior parte da Grafton Street a Dublino, in Irlanda, fino al deserto nel sud della California. La distanza attraverso il wormhole potrebbe essere solo di pochi metri.

Gli ingressi al wormhole sono chiamati “bocche”. Sei seduto in un caffè sul marciapiede accanto alla bocca di Dublino. Sono nel deserto accanto alla bocca della California. Entrambe le bocche sembrano piuttosto sfere di cristallo. Quando guardo nella mia bocca della California, vedo un’immagine distorta di Grafton Street, Dublino (Figura sopra). Quell’immagine mi è stata portata dalla luce che viaggia attraverso il wormhole da Dublino alla California, un po ‘come la luce che viaggia attraverso una fibra ottica. Quando guardi nella tua bocca di Dublino, vedi un’immagine distorta degli alberi di Joshua (alberi di cactus) nel deserto della California.

I wormhole possono esistere naturalmente, come oggetti astrofisici?

In Interstellar , Cooper dice, “Un wormhole non è un fenomeno naturale.” Sono completamente d’accordo con lui! Se i wormhole attraversabili sono consentiti dalle leggi della fisica, penso che sia estremamente improbabile che possano esistere naturalmente, nell’universo reale. Devo confessare, tuttavia, che questo è poco più di una speculazione, nemmeno un’ipotesi colta. Forse una speculazione altamente istruita, ma comunque speculazione, quindi ho etichettato questa sezione.

Perché sono così pessimista riguardo ai wormhole naturali?

Non vediamo oggetti nel nostro universo che potrebbero diventare wormhole mentre invecchiano. Al contrario, gli astronomi vedono un numero enorme di stelle massicce che collasseranno per formare buchi neri quando avranno esaurito il loro combustibile nucleare.

D’altro canto, v’è ragione di sperare che wormholes non esistono naturalmente su scale submicroscopiche in forma di “schiuma quantistica” (Figura sotto). Questa schiuma è una rete ipotizzata di wormhole che fluttua continuamente dentro e fuori dall’esistenza in un modo governato dalle leggi incomprensibili della gravità quantistica (Capitolo 26). La schiuma è probabilistica nel senso che, in qualsiasi momento, c’è una certa probabilità che la schiuma abbia una forma e anche una probabilità che abbia un’altra forma, e queste probabilità cambiano continuamente. E la schiuma è davvero minuscola: la lunghezza tipica di un wormhole sarebbe la cosiddetta lunghezza di Planck, 0.0000000000000000000000000000000000001 centimetri; un centesimo di miliardesimo di miliardesimo delle dimensioni del nucleo di un atomo. È piccolo !!

Negli anni ’50 John Wheeler fornì argomenti persuasivi per la schiuma quantistica, ma ora ci sono prove che le leggi della gravità quantistica potrebbero sopprimere la schiuma e persino impedirne il sorgere.

Se schiuma quantistica non esiste, spero che ci sia un processo naturale attraverso il quale alcune delle sue wormholes può spontaneamente crescere fino a dimensioni umane o più grande, e anche feci durante il estremamente rapida espansione “inflazionistica” dell’universo, quando l’universo era molto, molto giovane. Tuttavia, noi fisici non abbiamo alcuna traccia di prove del fatto che un tale allargamento naturale possa o si sia verificato.

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Schiuma Quantistica.

L’altra piccola speranza per i wormhole naturali è la creazione del big bang dell’universo. È concepibile, ma molto improbabile, che i wormhole attraversabili possano essersi formati nel big bang stesso. Concepibile per la semplice ragione che non capiamo bene il big bang. È improbabile perché nulla di ciò che sappiamo sul big bang dà alcun indizio che potrebbero formarsi buchi worm attraversabili.

 

Riferimenti e approfondimenti

  1. Korte Coleman, Hermann Weyl’s Raum – Zeit – Materie and a General Introduction to His Scientific Work, p. 199.
  2. Elias Gravanis e Steven Willison, ‘Mass without mass’ from thin shells in Gauss-Bonnet gravity, in Phys. Rev. D75, gennaio 2007, DOI:10.1103/PhysRevD.75.084025.
  3. John G. Cramer, Robert L. Forward, Michael S. Morris, Matt Visser, Gregory Benford e Geoffrey A. Landis, Natural Wormholes as Gravitational Lenses, in Phys. Rev. D51, 1995, pp. 3117-3120, DOI:10.1103/PhysRevD.51.3117.
  4. M. Morris, K. Thorne e U. Yurtsever, Wormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition, in Phy. Rev. 61, 13 settembre 1988, pp. 1446-1449, DOI:10.1103/PhysRevLett.61.1446.
  5. White Holes and Wormholes, su casa.colorado.edu (archiviato dall’url originale il 12 ottobre 2011).
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