I buchi neri formano macchine del tempo naturali che consentono di viaggiare sia nel passato che nel futuro. Ma non aspettarti di tornare a visitare i dinosauri.
Al momento, non disponiamo di veicoli spaziali che potrebbero avvicinarci a un buco nero. Ma, anche lasciando da parte questo 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 ruotare 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 sfuggire 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
La teoria della relatività generale di Albert Einstein 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, compreso un buco nero, cadi verso di esso. È anche il motivo per cui la luce non può sfuggire da 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 ci si avvicina. Il punto in cui diventa così ripida che la luce non può sfuggire è chiamato orizzonte degli eventi.
Gli orizzonti degli eventi non sono interessanti solo per gli aspiranti viaggiatori del tempo: sono interessanti anche per i filosofi, perché hanno implicazioni su 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 corrispondere a 80 anni sulla Terra, come potresti aver visto visto nel film Interstellar.
In questo modo, i buchi neri possono essere utilizzati per viaggiare nel futuro. Se vuoi viaggiare nel futuro della Terra, ti basterebbe volare semplicemente vicino a un buco nero e poi tornare sulla Terra.
Se ti avvicini abbastanza al centro del buco nero, il tuo orologio ticchetterà 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 al 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!
La presa
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 che dovrai affrontare. 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 abbastanza indietro nel tempo per vedere i dinosauri.
In secondo luogo, probabilmente dovresti attraversare l’orizzonte degli eventi per entrare nel loop. Ciò significa che per uscire dal loop in un determinato momento nel passato, dovresti uscire dall’orizzonte degli eventi. Ciò significa viaggiare più veloci della luce, cosa che siamo abbastanza sicuri sia impossibile.
In terzo luogo, e probabilmente la cosa peggiore di tutte, tu e la tua astronave subireste una “spaghettificazione“. Sembra delizioso, vero?
Purtroppo, non lo è. Mentre attraversi l’orizzonte degli eventi verresti allungato e appiattito, 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 può essere divertente pensare alle proprietà di distorsione temporale dei buchi neri, per il prossimo futuro quella visita ai dinosauri dovrà rimanere nel regno della fantasia.
Autore
Sam Baron, Università cattolica australiana
