I wormhole, oggetti teorici che collegano parti dello spazio e del tempo, potrebbero essere stati già trovati ma non riconosciuti. Gli scienziati stanno cercando di identificarli attraverso l’osservazione della polarizzazione intorno ai buchi neri. La scoperta dei wormhole potrebbe aprire nuove possibilità per i viaggi nello spazio.
L’universo conosciuto è ricco di fenomeni affascinanti come buchi neri, ipernove e stelle a neutroni che si fondono. Tuttavia, questi oggetti sembrano tranquilli rispetto a quelli che i fisici ritengono possano esistere ma che non sono ancora stati trovati. Tra questi, i wormhole sono forse i più importanti. Teoricamente, i wormhole collegano parti dello spazio e del tempo, consentendo a chi li attraversa di raggiungere rapidamente luoghi distanti. La possibilità dei wormhole ha rappresentato un grande sollievo per gli scrittori di fantascienza, che altrimenti sarebbero stati limitati dalle leggi fisiche che impediscono i viaggi più veloci della luce. Molti fisici sono scettici sulla loro esistenza, o almeno sul fatto che oggetti tridimensionali possano attraversarli indenni, ma la semplice possibilità ha permesso agli scrittori di guidare una navicella spaziale, o almeno di scrivere un romanzo.
Tuttavia, con l’avanzare dei telescopi, sorge una domanda sempre più preoccupante: se i wormhole sono reali, perché non ne abbiamo ancora trovato nessuno? Quattro fisici bulgari hanno proposto una risposta in un articolo pubblicato su Physical Review D: forse ne abbiamo trovati, ma semplicemente non li abbiamo riconosciuti. La maggior parte dei buchi neri che abbiamo identificato sono noti per i loro effetti gravitazionali sulle stelle circostanti e per i getti di materiale che fuoriescono dai loro dischi di accrescimento. Se alcuni di questi fossero effettivamente wormhole, sarebbe improbabile che lo sapessimo. Tuttavia, l’osservazione della polarizzazione intorno a M87* da parte della collaborazione dell’Event Horizon Telescope e lo studio successivo su Sagittarius A* rappresentano una questione diversa. In questi casi, abbiamo osservato l’ombra dell’oggetto stesso contro il suo orizzonte degli eventi, e potremmo sperare di notare qualcosa se stessimo davvero osservando un wormhole.
La possibilità dei wormhole è così eccitante per i fisici che, solo dall’inizio di novembre, sono stati pubblicati 12 articoli su ArXiv.org che esplorano questo concetto. Tuttavia, come afferma Petya Nedkova dell’Università di Sofia e coautori, non sappiamo come apparirebbero i wormhole. L’articolo cerca di affrontare questo problema e conclude che, se osservati ad angoli elevati, i wormhole non assomiglierebbero a nulla di ciò che abbiamo già visto. Tuttavia, gli autori ritengono che per piccoli angoli di inclinazione, un wormhole potrebbe mostrare un modello di polarizzazione molto simile a quello di un buco nero. Di conseguenza, M87*, visto ad un angolo stimato di 17°, potrebbe essere un wormhole e non lo sapremmo.
Ciò non significa che siamo destinati a non essere in grado di distinguere i wormhole dai buchi neri. Gli autori affermano che sono osservate distinzioni più significative per le immagini indirette fortemente lente, in cui l’intensità di polarizzazione negli spazi-tempo dei wormhole può aumentare di un ordine di grandezza rispetto al buco nero di Schwarzschild. La lente a cui si fa riferimento qui non è un oggetto massiccio tra noi e il buco nero che crea una lente gravitazionale. Invece, è causata dai percorsi dei fotoni distorti dal campo gravitazionale immenso del buco, che li fa compiere un percorso parziale intorno al buco prima di dirigersi verso di noi.
La situazione si complica ulteriormente se assumiamo, come fanno gli autori, che il materiale o la luce possano passare in entrambe le direzioni attraverso un wormhole. In tal caso, ci si aspetta che i segnali provenienti dalla regione al di là della gola possano raggiungere il nostro universo. Questi segnali cambierebbero l’immagine polarizzata del disco che vediamo intorno al buco, con la luce che emerge da altre parti che ha proprietà di polarizzazione distinte. Questo potrebbe fornire ciò che gli autori definiscono una “firma caratteristica per la rilevazione della geometria del wormhole”.
Oltre all’interesse nel trovare wormhole per confermare la loro esistenza e al fatto che potrebbero rendere possibili i viaggi interstellari, è importante essere in grado di distinguerli dai buchi neri prima di avvicinarsi troppo. “Se fossi nelle vicinanze, lo scopriresti troppo tardi”, ha detto Nedkova a New Scientist. “Scoprirai la differenza quando morirai o passerai attraverso”. Gli autori riconoscono che le loro conclusioni sono tratte da un “modello semplificato di un anello di fluido magnetizzato” che orbita intorno al buco nero. Modelli più avanzati potrebbero rivelare differenze che potrebbero essere utilizzate per distinguere i wormhole dai buchi neri in altri modi.
L’articolo è stato pubblicato su Physical Review D. Una versione precedente di questo articolo è stata pubblicata nel novembre 2022.
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