I buchi neri formano macchine del tempo naturali che consentono di viaggiare sia nel passato che nel futuro. Ma non aspettarti di tornare presto a visitare i dinosauri.
Al momento, non disponiamo di veicoli spaziali che potrebbero avvicinarci a un buco nero. Ma anche lasciando da parte quel piccolo dettaglio, tentare di viaggiare nel passato usando un buco nero potrebbe essere l'ultima cosa che fai.
Cosa sono i buchi neri?
Un buco nero è un oggetto estremamente massiccio che si forma tipicamente quando una stella morente collassa su se stessa.
Come i pianeti e le stelle, i buchi neri hanno campi gravitazionali intorno a loro. Un campo gravitazionale è ciò che ci tiene attaccati alla Terra e ciò che fa girare la Terra attorno al sole.
Come regola generale, più un oggetto è massiccio, più forte è il suo campo gravitazionale.
Il campo gravitazionale terrestre rende estremamente difficile raggiungere lo spazio. Ecco perché costruiamo razzi: dobbiamo viaggiare molto velocemente per uscire dalla gravità terrestre.
Il campo gravitazionale di un buco nero è così forte che nemmeno la luce può sfuggirgli. È impressionante, dal momento che la luce è la cosa più veloce conosciuta dalla scienza!
Per inciso, ecco perché i buchi neri sono neri: non possiamo far riflettere la luce su un buco nero nel modo in cui potremmo far riflettere la luce di una torcia su un albero nell'oscurità.
Spazio di allungamento
di Albert Einstein teoria generale della relatività ci dice che la materia e l'energia hanno un curioso effetto sull'universo. La materia e l'energia piegano e allungano lo spazio. Più un oggetto è massiccio, più lo spazio viene allungato e piegato attorno ad esso.
Un oggetto massiccio crea una specie di valle nello spazio. Quando gli oggetti si avvicinano, cadono nella valle. Ecco perché, quando ti avvicini abbastanza a qualsiasi oggetto massiccio, incluso un buco nero, cadi verso di esso. È anche il motivo per cui la luce non può sfuggire a un buco nero: i lati della valle sono così ripidi che la luce non va abbastanza veloce per uscire.
La valle creata da un buco nero diventa sempre più ripida man mano che ti avvicini da lontano. Il punto in cui diventa così ripido che la luce non può sfuggire è chiamato orizzonte degli eventi. Gli orizzonti degli eventi non sono interessanti solo per gli aspiranti viaggiatori nel tempo: sono anche interessanti per i filosofi, perché hanno implicazioni per come comprendiamo la natura del tempo.
Tempo di allungamento
Quando lo spazio è teso, lo è anche il tempo. Un orologio vicino a un oggetto massiccio ticchetta più lentamente di uno vicino a un oggetto molto meno massiccio.
Un orologio vicino a un buco nero ticchetta molto lentamente rispetto a uno sulla Terra. Un anno vicino a un buco nero potrebbe significare 80 anni sulla Terra, come potresti aver visto illustrato nel film Interstellar.
In questo modo, i buchi neri possono essere utilizzati per viaggiare nel futuro. Se vuoi saltare nel futuro della Terra, vola semplicemente vicino a un buco nero e poi torna sulla Terra. Se ti avvicini abbastanza al centro del buco nero, il tuo orologio ticchetta più lentamente, ma dovresti comunque essere in grado di scappare finché non attraversi l'orizzonte degli eventi.
Loop nel tempo
E il passato? È qui che le cose si fanno davvero interessanti. Un buco nero piega il tempo così tanto che può avvolgersi su se stesso.
Immagina di prendere un foglio di carta e unire le due estremità per formare un cappio. Questo è ciò che sembra fare un buco nero con il tempo. Questo crea una macchina del tempo naturale. Se potessi in qualche modo entrare nel loop, che i fisici chiamano una curva temporale chiusa, ti ritroveresti su una traiettoria attraverso lo spazio che inizia nel futuro e finisce nel passato.
All'interno del ciclo, scopriresti anche che causa ed effetto diventano difficili da districare. Le cose che sono nel passato fanno accadere cose nel futuro, che a loro volta fanno accadere cose nel passato.
The Catch
Quindi, hai trovato un buco nero e vuoi usare la tua fidata astronave per tornare indietro e visitare i dinosauri. Buona fortuna.
Ci sono tre problemi. Primo, puoi viaggiare solo nel passato del buco nero. Ciò significa che se il buco nero è stato creato dopo che i dinosauri si sono estinti, allora non sarai in grado di tornare indietro abbastanza.
In secondo luogo, probabilmente dovresti attraversare l'orizzonte degli eventi per entrare nel giro. Ciò significa che per uscire dal giro in un particolare momento nel passato, dovresti uscire dall'orizzonte degli eventi. Ciò significa viaggiare più veloci della luce, cosa che siamo abbastanza sicuri sia impossibile.
Terzo, e probabilmente il peggiore di tutti, tu e la tua nave subireste "spaghettificazione.” Sembra delizioso, vero?
Purtroppo, non lo è. Mentre attraversi l'orizzonte degli eventi verresti allungato piatto, come una tagliatella. In effetti, probabilmente saresti così sottile da essere solo una stringa di atomi che si muovono a spirale nel vuoto.
Quindi, mentre è divertente pensare alle proprietà di distorsione temporale dei buchi neri, per il prossimo futuro quella visita ai dinosauri dovrà rimanere nel regno della fantasia.
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.
Immagine di credito: NASA/Centro di volo spaziale Goddard/Jeremy Schnittman
