Generare un micro buco nero di origine non cosmologica (cioè artificialmente) costituirebbe una pietra miliare nella storia della scienza. Il raggiungimento di questo obiettivo risponderebbe a domande fondamentali sulla meccanica quantistica e sulla natura inspiegabile della gravità.
Inoltre, la creazione di un buco nero fornirebbe una spinta alle teorie sulle dimensioni multiple, prova empirica che esistono più dimensioni di quelle che percepiamo. E se ti stai chiedendo se il mondo verrà distrutto, la risposta è no. Varrebbe la pena provare.
Le simulazioni in laboratorio
Potrebbe sembrare che questo sogno sia già stato realizzato. La notizia dello sviluppo di buchi neri sintetici, o addirittura delle simulazioni della radioazione di Hawking da un buco nero, ha recentemente colpito i media. Sono approcci scientifici interessanti, ma sono solo simulazioni.
Queste “simulazioni di un buco nero in laboratorio” consistono solitamente nel ricreare con sistemi fisici noti (come una camera di glicerina attraverso la quale vengono fatte passare le onde sonore) alcune caratteristiche di un buco nero. Ad esempio, come si piega la luce nella sua propagazione o a quale temperatura si troverebbero. Cioè simulano una qualità specifica del buco nero, che è molto utile sperimentalmente, ma non sono dei buchi neri.
Allora come potremmo realizzare un’impresa del genere?
La macchina che potrebbe creare un buco nero artificiale
Il Large Hadron Collider (LHC) è il più grande e potente acceleratore di particelle esistente. Il CERN effettua anche simulazioni sui buchi neri, ma basate su collisioni tra particelle subatomiche che potrebbero generare un “vero” micro buco nero.
La sua attuazione, nel primo decennio di questo secolo, fu circondata da alcune polemiche, basate su una presunta mancanza di sicurezza nei test che sarebbero stati effettuati. Si è addirittura pensato di fermare l’inizio degli esperimenti presentando una petizione ai tribunali americani ed europei.
I principali detrattori sostenevano che l’LHC avesse un potenziale sufficiente per creare micro buchi neri a bassa velocità che potessero crescere a scapito della massa del nostro pianeta: si annunciava uno scenario terrificante che avrebbe portato alla distruzione della Terra.
Ignorando le previsioni apocalittiche, sarebbe possibile la creazione di un micro buco nero al CERN? E se sì, sarebbe pericoloso per l’umanità?
Buchi neri più piccoli di un atomo
Teoricamente sarebbe possibile, anche se tale possibilità è molto remota. Si tratterebbe di minuscoli buchi neri (micro buchi neri) le cui dimensioni sarebbero inferiori a quelle di un atomo di idrogeno (al contrario di quelli supermassicci di milioni di masse solari).
Esistono forti prove sperimentali dell’esistenza di buchi neri massicci, ma non sono stati ancora trovati quelli minuscoli. Se esistessero nel cosmo, si sarebbero formati nei primi istanti dell’universo, a causa del collasso gravitazionale di regioni estremamente calde. Questi sarebbero buchi neri primordiali.
Quando parliamo di micro buchi neri entriamo in un territorio in cui la fisica quantistica è cruciale. La caratterizzazione dice che si trovano a temperature molto elevate, e che emettono radiazioni (la cosiddetta radiazione di Hawking). Più sono piccoli, maggiore è la temperatura che raggiungono fino ad evaporare completamente.
Il possibile micro buco nero al CERN
LHC non genererà buchi neri in senso cosmologico (un oggetto astronomico con un’attrazione gravitazionale così intensa che nemmeno la luce può sfuggire da esso). Tuttavia, alcune teorie suggeriscono che sarebbe possibile la formazione di piccoli buchi neri “quantici”, generati dalla collisione di particelle altamente energetiche. E ciò che accade al CERN sono molteplici simulazioni al computer di questi buchi neri.
Ipoteticamente, i micro buchi neri creati al CERN avrebbero masse di circa 0,00001 grammi e dimensioni trilioni di volte più piccole di un protone. Alla fine, si disintegrerebbero quasi istantaneamente.
L’osservazione sperimentale di un simile evento sarebbe entusiasmante in termini di comprensione dell’universo e sarebbe perfettamente sicura.
Innocuo e innocente
Nel 2015, il direttore generale del CERN, Fabiola Gianotti, in relazione alla possibilità che si creino micro buchi neri all’LHC, spiegò che nessun acceleratore sulla Terra può raggiungere l’energia, l’intensità e i processi catastrofici associati ai buchi neri nello spazio. Gianotti, però, ha già annunciato che potrebbero sorgere buchi neri quantistici, micro buchi neri completamente innocui.
Se mai questi minuscoli buchi neri comparissero, sempre secondo Fabiola Gianotti, “sarebbe molto importante dal punto di vista scientifico, perché indicherebbero che il nostro mondo ha più dimensioni spaziali delle tre che conosciamo”.
Non crescerebbero in massa e avrebbero un’emivita molto breve
La collisione di particelle altamente energetiche è qualcosa che avviene regolarmente in natura senza causare la distruzione del pianeta. Se nelle collisioni create all’LHC (ad esempio tra coppie di protoni altamente energetici) comparissero micro buchi neri, avrebbero difficoltà a interagire con altre particelle e non crescerebbero di massa.
Inoltre, il loro tempo di dimezzamento sarebbe molto breve, il che farebbe evaporare il micro buco nero, invece di crescere: si disintegrerebbe rapidamente (in modo non violento), creando una serie di marcatori sui rilevatori del CERN che potrebbero facilmente identificarli.
La possibilità di più dimensioni
La creazione di un micro buco nero presso l’LHC confermerebbe l’esistenza di dimensioni multiple, come proposto dalla teoria delle stringhe. Sarebbe cioè la prova che il nostro universo non ha quattro dimensioni (tre dimensioni spaziali più una dimensione temporale), ma piuttosto che ospita altre dimensioni aggiuntive.
Inoltre, i micro buchi neri potrebbero essere l’anello mancante tra la teoria della relatività generale di Einstein e la teoria quantistica, le due grandi teorie fisiche del XX secolo.
Se ad un certo punto riusciremo a generare un micro buco nero, il mondo non verrà distrutto, ma dovremo sederci e iniziare a prendere fiato.
