Quando i fisici vogliono dare risalto a qualche scoperta inventano un nome affascinante e accattivante; così, per indicare una soluzione delle equazioni di campo della Relatività Generale di Albert Einstein si usa il termine “buco“, che diventa “nero” se materia e energia vi entrano senza poterne uscire più e “bianco” se invece materia e energia vengono emessi senza potervi più rientrare. I buchi bianchi sono dei buchi neri visti con l’inversione della coordinata temporale, quasi come se vedessimo un film mettendo la pellicola al contrario.
Anche in Meccanica Quantistica si fa lo stesso. All’inizio degli anni Venti del secolo scorso Enrico Fermi cercava di spiegare la natura della radioattività naturale, che si presenta in tre modalità differenti, caratterizzate dalle prime lettere dell’alfabeto greco: 
, con l’emissione di nuclei di elio da parte di atomi pesanti; 
con l’emissione di elettroni, e 
con l’emissione di fotoni. E il più strano tra tutti gli eventi era certamente la radioattività , perché l’energia emessa non era quantizzata ma variava con continuità tra zero e un valore massimo. Per spiegare il fenomeno il fisico tedesco Wolfgang Pauli pensò che ci fosse una nuova particella neutra, di massa a riposo nulla e carica nulla, che permettesse di dar conto del surplus di energia verificato negli esperimenti, e Fermi chiamò questa particella neutrino, indicato con la lettera 
. Ecco che la reazione nucleare che trasforma un neutrone in un protone diventa:
![\[n \rightarrow p^{+} + e^{-} + \nu\]](https://www.mentinfuga.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-d5ebd59e6e697187a772c172b5a90123_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Per giustificare tale affermazione Fermi dovette immaginare una nuova interazione che chiamò “debole” a causa del suo valore molto piccolo. Ma il neutrino non era mai stato rivelato! Era solo un artificio matematico per correggere le equazioni: dopo qualche anno, nel 1956, fu confermata l’esistenza del neutrino (o, più correttamente, dell’antineutrino elettronico), insieme ad una serie di neutrini presenti in altri esperimenti, come i neutrini muonici o quelli leptonici e le loro corrispondenti “anti-particelle”.
Quindi i fisici amano pensare ad oggetti strani dalle proprietà “adatte” per correggere i risultati degli esperimenti. Ma, fin quando non ci sono esperimenti che dimostrino la correttezza delle teorie, esse provocano, in Fisica, solo un interesse speculativo; è quando si realizza un esperimento vero, in laboratorio, che è possibile ripetere ovunque da chiunque e che dimostri la correttezza di una teoria, che si può parlare di scoperte. Altrimenti sono solo interessanti favole, sebbene scritte correttamente. Ci son voluti 100 anni per rivelare le onde gravitazionali teorizzate nel 1915 e 60 per vedere un bosone di Higgs, la cui esistenza fu teorizzata nel 1962.
Le due massime teorie del XX Secolo, la Relatività Generale e la Meccanica Quantistica (abbiamo già avuto modo di parlarne in vari altri articoli), sono corrette in ambiti differenti: la prima a dimensioni spaziali, enormi, e la seconda a dimensioni piccolissime, atomiche, nucleari o subnucleari; entrambe le teorie funzionano bene alle dimensioni con cui viviamo tutti i giorni ma tra di loro sono incompatibili. Una possibile soluzione viene data da due teorie dal nome evocativo di cose “strane”: la Teoria delle Stringhe Supersimmetriche e la Teoria della Gravità Quantistica a Loop. Uno dei maggiori fisici attuali, Carlo Rovelli, esperto della Gravita Quantistica a Loop, ha appena pubblicato un saggio per la casa editrice Adelphi dal titolo “Buchi bianchi“, in cui ci spiega che vedere un buco bianco è come vedere un buco nero dall’altra parte. Vediamo meglio cosa sono.
I buchi bianchi sono importanti nella teoria della Relatività Generale perché forniscono un’importante connessione tra essa e la Meccanica Quantistica. Secondo la Relatività Generale, la gravità è descritta come la curvatura dello spazio-tempo causata dalla presenza di materia ed energia.
I buchi neri, che sono stati descritti dalla relatività generale di Einstein, sono regioni in cui la gravità è così intensa che niente, nemmeno la luce, può sfuggirne (in realtà qualcosa riesce a sfuggire: è la cosiddetta Radiazione di Hawking che Stephen Hawking, dopo aver corretto le sue soluzioni alle equazioni di campo, teorizzò poco prima di morire). I buchi bianchi, d’altra parte, sono considerati come il “retro” dei buchi neri: mentre i buchi neri assorbono tutta la materia ed energia che li circonda, i buchi bianchi emettono materia ed energia a un tasso incredibilmente alto.
In teoria, i buchi bianchi potrebbero essere collegati ai buchi neri attraverso un ponte di Einstein-Rosen, noto anche come wormhole. Ciò significherebbe che l’informazione e l’energia che entrano in un buco nero potrebbero essere espulse da un buco bianco attraverso questo ponte, fornendo una soluzione al problema della perdita di informazione associata ai buchi neri.
Inoltre, i buchi bianchi sono stati considerati anche come possibili candidati per la fonte di energia del Big Bang, poiché potrebbero essere emersi come risultato dell’esplosione dell’universo primordiale.
In sintesi, i buchi bianchi rappresentano una notevole area di ricerca nella fisica teorica, poiché forniscono un importante ponte tra la relatività generale e la fisica quantistica, e possono aiutare a risolvere importanti problemi dell’universo, come la natura dei buchi neri e l’origine dell’universo stesso.
Enrico Cirillo
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