Del 1 Febbraio 2024 alle ore 13:16

di Camilla G. Iannacci

Rovelli, il fisico più à la page dei nostri tempi, ha insegnato “Storia e Filosofia della Scienza” a Pittsburgh, Fisica alla Sapienza di Roma e nel tempio della fisica: il Sissa di Trieste, con cattedra a all’Università Aix-Marseille.

Nel suo testo “Buchi bianchi dentro l’orizzonte” non esita a praticare l’esercizio più vero di ogni studioso: il dubbio infatti scrive: “Non so se i buchi bianchi esistano veramente, non li ha ancora visti nessuno”, in questo libro continua la divulgazione appassionata della fisica dalle “Sette brevi lezioni di fisica” in poi ed anche della filosofia che a casa Rovelli è… di casa infatti confessa, a Linus di Radio Deejay, “anche la mia compagna è fisica” che insegna al Dipartimento di filosofia.

Fisica e Filosofia

Rovelli ha lavorato alla sua teoria col collega Hal Haggard e a chi scrive piace immaginare che, tra un caffè ed una corsa per prendere il bus, anche le osservazioni, i dubbi, l’intuito e il sapere della sua compagna fisica e filosofa abbiano avuto un loro peso.
Nulla di nuovo sotto il sole infatti i primi filosofi, passati alla storia come presocratici, si ponevano le prime domande sulla physis cioè sulla natura e ne cercavano i principi: Anassimandro, Eraclito, Democrito, Empedocle erano fisici, certo non nel senso moderno ma gli iniziatori indiscussi della ricerca sulla natura del mondo.
Le loro osservazioni si mostrano feconde ai nostri giorni e Rovelli si è confrontato con il lascito inesauribile del pensiero filosofico nel suo testo “Che cos’è la scienza. La rivoluzione di Anassimandro”.

Le teorie fisiche e il metodo sperimentale

Al fisico non basta avere una teoria ed accarezzarla, è la comunità scientifica che deve confrontarsi con le teorie. Pubblicazioni, conferenze e discussioni sono passaggi necessari ma non ancora sufficienti infatti serve la conferma sperimentale, fondata su misure e regole riproducibili da ogni scienziato, per dimostrare la veridicità di una teoria.

Indice dei contenuti

Fisica e Filosofia
Le teorie fisiche e il metodo sperimentale
Hawking: i buchi neri e i buchi bianchi
La relatività generale, il tempo e la gravità quantistica
Lo spazio granulare e discreto della meccanica quantistica
Penrose, Rovelli, Smolin e Ashtekar

La gravità quantistica a loop: i buchi neri e i buchi bianchi
Carlo Rovelli buchi bianchi dentro l’orizzonte e la gravità quantistica
Il punto di singolarità e il buco nero: la stella di Planck
Conclusione: Carlo Rovelli buchi bianchi dentro l’orizzonte

Hawking: i buchi neri e i buchi bianchi

Le onde gravitazionali, predette da Einstein, hanno atteso 100 anni per essere confermate  da Ligo e Virgo che non sono oggettini da poco sia per la loro grandezza fisica sia per la tecnologia.

Hawking ha approfondito lo studio dei buchi neri e idealmente Rovelli prosegue il suo percorso innovando audacemente e rovesciando la prospettiva infatti se il buco nero ingloba la materia al suo interno, il buco bianco emette materia, informazione dunque.
I buchi neri catturano la luce e la materia all’interno dell’orizzonte degli eventi.
I buchi bianchi sono figli di quelli neri infatti “quando i buchi neri muoiono, diventano buchi bianchi”
Il campo gravitazionale influenza gli oggetti celesti nel loro moto, e anche se i buchi neri non emettono luce è possibile “vederli” o, per meglio dire, dedurre la loro presenza come è stato confermato sperimentalmente, appunto, da Ligo e Virgo.
I buchi bianchi sono ipotizzati, a livello teorico, in virtù della simmetria tipica delle leggi in fisica in riferimento al tempo.


La relatività generale, il tempo e la gravità quantistica

La relatività generale archivia il concetto di tempo assoluto e come conseguenza fondamentale i quanti del campo gravitazionale abbandonano lo spazio e vanno ad abitare la dimensione e i momenti in cui si relazionano tra loro.
Lo spazio-tempo è il campo gravitazionale il lascito indiretto della relatività ed è proprio la nascita della gravità quantistica a loop che si basa sul concetto di tempo relazionale.

Lo spazio granulare e discreto della meccanica quantistica

Siamo in uno spazio granulare e ‘non continuo’ occupato da quanti piccolissimi e di dimensione ‘finita’: la meccanica quantistica è pertanto ‘discreta’ ma non nel senso che rispetta la privacy, sia detto per alleggerire il discorso, ma nel senso della fisica.
Lo spazio fisico non è altro che un ricamo finissimo di quanti.
I quanti della gravità quantistica a loop sono, per così dire, socievoli infatti amano relazionarsi ma tra loro e in questo processo l’uno si avvicina agli altri: si può dire che oltre che socievoli sono social, sia detto per celiare un poco.

Penrose, Rovelli, Smolin e Ashtekar


E’ Roger Penrose, cui è stato conferito il Nobel, a introdurre il concetto delle reti a spin nella matematica.
Carlo Rovelli, Smolin e Ashtekar sviluppano la gravità quantistica a loop partendo dai “Wilson loops” e risolvono una fondamentale equazione della quantistica quella di Wheeler-de Witt aprendo la strada alla teoria della gravità quantistica a loop.
Lo spazio nell’ambito della gravità quantistica a loop viene rappresentato come un insieme di stati o reti quantistici ovvero da uno spin network.

La gravità quantistica a loop: i buchi neri e i buchi bianchi


Si apre attraverso la gravità quantistica a loop, la possibilità di dare uno sguardo più approfondito ai buchi neri.
La dinamica da cui origina il buco nero non si esaurisce durante la formazione dello stesso ma prosegue anche oltre l’orizzonte degli eventi.
Di conseguenza è all’interno del buco nero che l’energia raggiunge una densità massima da cui origina un meccanismo di rimbalzo rappresentabile con un fenomeno a tutti familiare di una palla che tocca terra solo che nell’entità buco nero si avvia un processo per cui  la materia, la luce e le radiazioni fuoriescono.

Carlo Rovelli: Buchi bianchi dentro l’orizzonte e la gravità quantistica

Sia i buchi neri sia i bianchi hanno una genitrice in comune ovvero la teoria della relatività.
Vediamo più da vicino i buchi neri: essi sono state stelle che alla fine del loro ciclo di vita si sono ‘contratte’ in virtù della gravità: al suo interno vive lo spazio-tempo curvato dalla gravità.
Rovelli teorico della “gravità quantistica a loop” fa una ipotesi che è essa stessa una singolarità nella singolarità dei buchi neri: unifica la gravità con la quantistica pertanto lo spazio-tempo è quantizzato.
Il fisico precisa che si originano dei loop indivisibili che, ci si consenta un citazione scherzosa, sono come gli atomi indivisibili di Democrito mentre dopo Hiroshima e Nagasaki sappiamo che l’atomo è divisibile.
La gravità quantistica a loop introduce un cambio di paradigmi in relazione ai buchi neri come esplicitato in “The Story of Loop Quantum Gravity- From the Big Bounce to Black Holes”

Il punto di singolarità e il buco nero: la stella di Planck

Appena il buco nero oltrepassa il punto di singolarità ovvero il ‘luogo’ dove non esiste né il tempo né lo spazio (è il nulla, viene da pensare) c’è un rimbalzo e cambia direzionalità ecco il buco bianco che travasa all’esterno la materia: è la cosiddetta “stella di Planck: la stella che sprofonda nel buco nero, il rimbalzo, il buco bianco, fino a che tutto esce di nuovo”.
Rovelli ipotizza una temporalità che cambia direzione ovvero inizia una dinamica inversa per cui il buco nero diventa bianco ed emette informazioni, in sintesi il buco bianco non trattiene alcunché ma al contrario espelle: è il rimbalzo quantistico.

Conclusione: Carlo Rovelli buchi bianchi dentro l’orizzonteSe pensiamo che un buco bianco come ‘spessore’ è l’equivalente di un capello ma “a differenza di un capello, non ha cariche elettriche quindi non interagisce con la luce: non si vede” allora la sua ricerca diventa improba.
Eppure Rovelli non si mostra pessimista quando parla dell’esistenza di una ‘polvere’ anch’essa invisibile se non fosse per la gravità che ne denuncia la presenza: eh sì, la materia oscura è ancora oscura.

I fisici non possono certo affermare di essere meno ‘evanescenti’ dei filosofi che non sarebbero avvezzi alla rigorosità infatti parlano di entità che si ipotizzano esistenti ma di cui non sanno l’esistenza e non sanno come e quando la dimostreranno: i fisici sono metafisici?

 

L’articolo Carlo Rovelli il filo-fisico pop ed i suoi “Buchi bianchi dentro l’orizzonte” è già apparso su Il Corriere Nazionale.

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