I buchi neri sono senza tempo ed è impossibile entrarci. La materia che attirano resta all’esterno: ricerca italiana

Attraggono la materia ma non la divorano, lasciandola ruotare all’esterno in un vortice di frammenti: è il nuovo ritratto dei buchi neri, che rivoluziona radicalmente la loro immagine. Nonostante la loro gravità eserciti una fortissima attrazione sulla materia, questa non riesce a entrare perché, al loro interno, il tempo (così come lo rappresentiamo) non esiste. «L'idea da tenere presente è che, entrando in un buco nero, il tempo diventa immaginario», dice all’ANSA il fisico Salvatore Capozziello, del dipartimento di Fisica «E. Pancini» dell’Università Federico II di Napoli, autore della ricerca pubblicata sulla rivista Physical Review D con Silvia De Bianchi, del dipartimento di Filosofia «Piero Martinetti» dell’Università Statale di Milano ed Emmanuele Battista, sempre del dipartimento di Fisica dell’Università Federico II di Napoli. «Nella teoria della Relatività generale esiste il problema delle singolarità», osserva Capozziello riferendosi a quei sistemi fisici le cui equazioni, nelle singolarità, perdono di significato. «Buchi neri e Big Bang - aggiunge - sono situazioni estreme nelle quali si perde la cognizione della fisica come la conosciamo e, con essa, la concezione del tempo come parametro che descrive normalmente il passato, il presente ed il futuro». Questo «è un cruccio da decenni, a cominciare dallo stesso Einstein». I buchi neri, in particolare, «sono il paradigma della singolarità: vari teoremi - prosegue il fisico - ci dicono che oltre l’orizzonte degli eventi si perde la connessione causale. Ma questa non è una cosa logica». Secondo le teorie attuali un osservatore che si trovasse all’esterno di un buco nero vedrebbe un oggetto cadere al suo interno in un tempo infinito, ma un osservatore solidale con l’oggetto che cade nel buco nero lo farebbe in un tempo finito, anche se, in pratica, «nessuno sa cosa avvenga realmente perché non ci sono prove sperimentali provenienti dall’interno del buco nero». Per questo motivo «abbiamo studiato che cosa succede quando ci si avvicina a un buco nero: ci siamo messi in un sistema di coordinate fisiche, le stesse utilizzate per studiare le onde gravitazionali, e lo abbiamo fatto alla luce della teoria di Einstein. Così - prosegue - ci siamo accorti che quando si cade verso un buco nero la velocità si riduce a zero, la curvatura diventa finita (non infinita come in presenza di singolarità) ed è impossibile entrare in esso». Si verifica il fenomeno che i tre autori dell’articolo, in particolare De Bianchi, hanno chiamato 'atemporalità': «se oltre l’orizzonte degli eventi il tempo diventa immaginario, non è più possibile trattare il buco nero come un sistema dinamico e non è possibile, per un qualsiasi oggetto fisico, entrare in esso», osserva Capozziello. Di conseguenza la materia, pur se attratta dalla gravità del buco nero, non riesce a entrare al suo interno e finisce per accumularsi intorno ad esso. Risolvendo uno dei più insidiosi grattacapi della teoria della Relatività generale di Einstein, i tre ricercatori dimostrano per la prima volta che i buchi neri non hanno una vera singolarità, non provocherebbero cioè un collasso dello spaziotempo circondato da un confine, chiamato orizzonte degli eventi, dal quale nulla potrebbe uscire. La loro teoria propone infatti una «fisica senza singolarità», che, in principio, potrebbe essere applicabile anche alla meccanica quantistica». L’orizzonte degli eventi assumerebbe una nuova definizione, diventando il limite oltre il quale il tempo diventa immaginario. Vale a dire che un osservatore «può soltanto raggiungere l’orizzonte degli eventi, ma non entrarci dentro», dice il fisico. «La celebre immagine del buco nero ottenuta nel 2019 dalla collaborazione Event Horizon Telescope non rappresenterebbe altro che le particelle che non riescono a entrare nel buco nero». Questo, conclude, indica che «i buchi neri non sarebbero divoratori di materia, come sono stati rappresentati finora, ma solo oggetti che accumulano materia».