Cunicolo spazio temporale al centro della nostra galassia, la Via Lattea

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Una sorta di corridoio spaziale che ci metterebbe in comunicazione con un’altra parte del nostro universo oppure addirittura con un altro universo. Per esserne certi ci vorranno anni di osservazioni e studi realizzati con un recente interferometro a raggi infrarossi denominato Gravity, che viene costruito all’interno del telescopio posto nel deserto di Atacama in Cile.

Ricerca cosmologica sino-italiana a Fudan, Shanghai. Abbiamo ha posto qualche domanda al giovanissimo professore di cosmologia che insegna nel prestigioso ateneo cinese.

galactic center

L’8 Maggio scorso arXiv.org, il portale della Cornell University Library, ha pubblicato i risultati di un’interessante ricerca svolta da un team di cosmologi dell’Università Fudan di Shanghai sul cuore della Via Lattea. Lo studio ipotizza che al centro della nostra galassia, là dove si trova “Sagittarius A*”, una fortissima fonte di onde radio scoperta nel 1974, non ci sia – come finora si è creduto – un buco nero “supermassivo”, con una massa di milioni (o miliardi) di volte superiore a quella del nostro piccolo Sole.

Sagittarius A

Al suo posto potrebbe esserci invece un “Wormhole” (che letteralmente significa “buco di verme”, come se l’avesse scavato un tarlo): un “cunicolo spazio-temporale” capace di mettere in collegamento due punti e due tempi diversi del medesimo universo o addirittura di due universi diversi. Roba da fantascienza. Incuriositi dal suggestivo argomento, abbiamo raggiunto il team leader di questa ricerca cinese: è il cosmologo Cosimo Bambi, un giovane fisico italiano che insegna e fa ricerca a Shanghai. Gli abbiamo posto qualche domanda.

Professor Bambi, di che cosa si stratta? Esistono davvero simili oggetti da romanzo?

Per prima cosa vorrei precisare il contenuto del lavoro apparso recentemente su arXiv. Al momento, si ritiene che al centro di ogni galassia “normale” ci sia un buco nero supermassivo semplicemente perché, osservando la rotazione delle stelle vicine, si deduce che c’è un oggetto con una massa molto grande in un volume relativamente piccolo. Nel caso dell’oggetto al centro della nostra galassia, non si osserva alcuna eventuale radiazione termica dalla sua superficie. Queste due considerazioni suggeriscono che sia un buco nero. Ma, in realtà, non escludono altre possibilità.  Con il termine “wormhole” si possono indicare cose di carattere leggermente diverso: nel nostro lavoro, io e il mio studente abbiamo ipotizzato l’esistenza di un “traversable wormhole”, che è proprio una sorta di cunicolo spazio-temporale: una struttura a topologia non-banale che funziona da “scorciatoia” collegando due regioni lontane dello stesso universo oppure due universi diversi.

In che senso viene definito “traversable”? Ci si potrebbe passare dentro per davvero?

Il wormhole è “traversable” proprio perché un osservatore può andare da una parte all’altra e poi tornare indietro. Questi strani oggetti non sono proibiti dalla teoria della relatività generale e possono essere scambiati per buchi neri: anche loro possono avere una massa molto grande in uno spazio relativamente piccolo e di sicuro non emettono radiazione termica dalla loro superficie perché non hanno alcuna superficie. In altre parole: le attuali osservazioni non possono distinguere se l’oggetto supermassivo al centro della nostra galassia sia un buco nero o un wormhole. Nel nostro lavoro facciamo vedere che certe osservazioni potranno farlo.

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Come siete arrivati a questa conclusione? Con quale strumentazione e attraverso quali ipotesi?

La tesi di dottorato di Zilong (l’altro firmatario della ricerca, ndr) verte sulla possibilità di verificare tramite osservazioni astronomiche se gli oggetti che al momento si ritiene che siano buchi neri della relatività generale lo siano effettivamente. In particolare: stiamo studiando le proprietà della radiazione emessa da un blob di plasma che orbita vicino a uno di questi oggetti. Poiché la forza gravitazionale intorno a un buco nero e a un wormhole è diversa, i raggi luminosi sono deflessi in modo diverso. Facendo i conti, si vede che l’immagine secondaria di un blob di plasma vista da un osservatore lontano (l’immagine formata dai raggi luminosi che fanno mezzo giro intorno all’oggetto e poi arrivano all’osservatore lontano) è sensibilmente diversa nel caso di un buco nero e di un wormhole. Nel caso del wormhole, la forza gravitazionale è più debole e quindi l’immagine secondaria si trova su una circonferenza più piccola sul piano dell’immagine dell’osservatore. Tali osservazioni potranno essere possibili nel giro di qualche anno, per esempio con lo strumento GRAVITY in Cile (un grande osservatorio dell’ESO, la principale organizzazione intergovernativa europea che si occupa di astronomia, ndr). Nei prossimi 5-15 anni, comunque, verranno messi a punto nuovi strumenti capaci di andare a vedere cose che prima non erano possibili e quindi ha senso verificare se quello che pensiamo essere vero sia effettivamente vero.

Se aveste ragione voi saremmo di fronte a uno di quei “topoi” che hanno alimentato la fantasia degli scrittori di fantascienza. E che effettivamente costituiscono un fenomeno davvero suggestivo… Che sensazioni prova, lei che è uno scienziato, di fronte a questa possibilità?

La mia risposta le sembrerà strana, ma un oggetto come un wormhole è qualcosa di effettivamente lontano dalla realtà solo se si pensa a cosa vediamo intorno a noi. Da un punto di vista teorico non è una cosa così… fantasiosa. E le condizioni che si trovano vicino ad uno di questi oggetti al centro delle galassie sono ben lontane dalle condizioni sulla Terra. Non dico che credo fermamente nell’esistenza dei wormholes. Dico che da un punto di vista teorico sono accettabili, ma le nostre conoscenze teoriche sull’argomento sono senza dubbio incomplete, quindi è utile vedere se possiamo imparare qualcosa dalle osservazioni. E in questo caso sembra che la risposta sia positiva.

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