Buco bianco
Il buco bianco è una regione ipotetica dello spaziotempo che si comporta come l’opposto di un buco nero. Invece di attrarre tutto al suo interno senza possibilità di uscita, il buco bianco non può essere penetrato dall’esterno, ma può emettere energia, materia, luce e informazione.
È solo una costruzione teorica, perché al momento non esistono prove della sua esistenza. La loro esistenza reale resta altamente improbabile.
Oggi la maggior parte degli scienziati considera i buchi bianchi come un esercizio matematico, utile per esplorare i limiti della relatività generale, ma privo di riscontro empirico.
Alcuni fenomeni osservati, come il GRB 060614 (un lampo gamma), sono stati interpretati come potenziali buchi bianchi, ma si tratta di ipotesi molto speculative. Le ipotesi che collegavano i buchi bianchi ai quasar sono ormai abbandonate.
Proprietà dei buchi bianchi
Come i buchi neri, in teoria i buchi bianchi possiedono:
- massa
- carica elettrica
- energia angolare
Pur attirando la materia dall'esterno, per via della massa, impediscono che questa raggiunga l’orizzonte degli eventi. Pertanto, sono inaccessibili all’esterno.
L'origine teorica del concetto di buco bianco
I primi studi sui buchi neri furono condotti negli anni ’30 da Oppenheimer e Snyder, che dimostrarono come una stella massiccia può collassare formando un buco nero.
Negli anni ’60, il concetto di buco bianco venne sviluppato da Novikov e Kardashev, che esplorarono le implicazioni della metrica di Schwarzschild estesa.
L’idea del buco bianco emerse come soluzione matematica delle equazioni di Einstein applicate ai black holes eterni, ossia buchi neri ideali che non si formano da un collasso stellare, ma che esistono da sempre nello spaziotempo.
Estendendo al massimo la metrica di Schwarzschild, la soluzione matematica che descrive un buco nero privo di carica elettrica e rotazione, si ottiene un modello che prevede due regioni di spaziotempo connesse da un ponte di Einstein-Rosen, un particolare tipo di wormhole.
Un buon modo per visualizzare il modello è immaginare un tunnel con due imbocchi.
Da un lato si trova il buco nero, che inghiotte tutto ciò che attraversa il suo orizzonte degli eventi. Dall’altro, il buco bianco, che espelle continuamente materia ed energia, senza permettere a nulla di rientrare.
Nota. Si discute ancora sulla possibilità che buco nero e buco bianco possano effettivamente essere collegati tramite un wormhole stabile. Va precisato che i buchi bianchi “eterni” non possono formarsi in modo naturale da un collasso stellare realistico: si tratta quindi di oggetti puramente teorici. Inoltre, anche ammesso che esistessero, la loro evoluzione sarebbe estremamente instabile e si trasformerebbero rapidamente in buchi neri. Questo potrebbe spiegare il motivo per cui non li abbiamo mai osservati.
Nei modelli che includono carica elettrica o momento angolare, i buchi bianchi potrebbero rappresentare l’uscita di un wormhole.
Tuttavia, la loro evoluzione non sarebbe deterministica: ciò che esce da un buco bianco non sarebbe prevedibile a partire dalle condizioni iniziali.
Altre ipotesi sui buchi bianchi
Alcuni modelli teorici ipotizzano che i buchi bianchi possano essere legati alla radiazione di Hawking per effetto di inversione temporale.
In particolare, un buco nero tende a evaporare lentamente emettendo radiazione di Hawking. Per inversione temporale, si potrebbe immaginare un buco bianco che inizia la propria esistenza espellendo energia, senza possibilità di essere influenzato dall’esterno.
Alcune teorie ipotizzano anche che la formazione di un buco nero potrebbe generare un nuovo universo attraverso un buco bianco, secondo il modello di Einstein-Cartan, che evita la formazione di una singolarità.
Altre ipotesi speculative, come la Shockwave cosmology, interpretano il Big Bang come un’esplosione di buco bianco.
Nel 2012 è stata proposta l’idea che il Big Bang potesse essere un piccolo buco bianco, definito Small Bang: un buco nero che, invece di terminare in una singolarità, “rimbalza” in un altro universo, emergendo come buco bianco in un nuovo spaziotempo.
Nota. Il Big Bang non è propriamente un buco bianco, ma può essere considerato una singolarità nuda, cioè un punto dello spaziotempo non nascosto da un orizzonte degli eventi.
I limiti dell'idea
In ogni caso, ad oggi non esiste alcun processo fisico noto in grado di generare naturalmente un buco bianco. Inoltre, non esistono prove evidenti della loro esistenza.
La loro esistenza richiederebbe condizioni iniziali estremamente specifiche, plausibili solo nei primissimi istanti dell’universo.
In conclusione, il buco bianco rimane oggi un oggetto teorico privo di conferme osservative, ma continua a stimolare nuove riflessioni nell’ambito della cosmologia e della fisica fondamentale.
