Cunicoli spaziotemporali attraversabili?

Cunicolo spaziotemporale

Scorciatoie nello spazio-tempo

In un interessante articolo pubblicato sulla rivista Physical Review Letters si parla della possibilità di viaggiare nell’Universo attraverso i wormhole, cunicoli spaziotemporali la cui esistenza è teoricamente resa possibile dalla relatività generale.

L’idea è di costruire cunicoli attraversabili nello spazio-tempo senza bisogno di alcuna forma di materia esotica, sulla base dei lavori di Albert Einstein e Nathan Rosen, che hanno cercato di capire come le particelle elementari potrebbero comportarsi nello spazio-tempo curvo.

I due scienziati consideravano le coppie particella-antiparticella come due estremità di un tubo spaziotemporale, una sorta di ponte con un buco nero da un lato e un buco nero, o buco bianco, dall’altro.

Si possono attraversare?

Questa idea ha ispirato tanti studi. Se i wormhole fossero attraversabili, sarebbe possibile scavare nello spazio-tempo come fa un verme in una mela. Il problema è che nonostante i wormhole siano soluzioni valide per le equazioni di Einstein, collasserebbero così rapidamente che non si avrebbe mai il tempo di esaminarli.

Per non perdere del tutto questa straordinaria prospettiva si è allora corsi ai ripari, cercando di ipotizzare delle soluzioni che potessero renderla possibile. Si è così pensato che si potrebbero rendere i wormhole attraversabili rivestendoli con una sorta di energia negativa, lo stesso tipo di energia che potrebbe essere utilizzata per la trasmissione a curvatura. Ma c’è un problema: la materia con massa/energia negativa sembra non esistere.

Percorsi possibili

La teoria della relatività è di tipo classico e non si accorda con la meccanica quantistica. Questo fatto potrebbe rappresentare una via d’uscita per la costruzione di wormhole percorribili. Ciò che serve è una teoria quantistica della gravità che inglobi la relatività generale. Non esiste ancora un modello completo della gravità quantistica, ma ce ne sono di approssimativi che potrebbero fare al caso nostro.

Uno di questi modelli è noto come teoria di Einstein-Dirac-Maxwell, ed è quello preso in considerazione dagli autori dell’articolo per cercare la percorribilità dei wormhole. È così chiamato perché include aspetti della teoria della gravità di Einstein, della teoria dell’elettromagnetismo di Maxwell e della teoria delle particelle quantistiche di Dirac.

La soluzione non richiede stati di energia negativa e quindi, in linea di principio, consentirebbe di viaggiare attraverso il wormhole senza bisogno di massa negativa. L’unico problema è che bisognerebbe trovarsi in uno stato quantistico: soltanto microscopici ammassi di atomi potrebbero viaggiare attraverso questo wormhole, ma non le persone.

Il gruppo di studio ha ora in programma di esplorare ulteriormente la loro idea per vedere se la soluzione proposta offra altre idee e se possa esserci un modo per creare questo tipo di wormhole quantistico.

Per consultare l’articolo: Blázquez-Salcedo, Jose Luis, Christian Knoll, and Eugen Radu, Traversable wormholes in Einstein-Dirac-Maxwell theory, “Physical Review Letters”, 126.10 (2021): 101102.

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