Buchi neri, diventa possibile dimostrare la radiazione di Hawking

Grazie alle fibre ottiche, diventa possibile dimostrare in laboratorio l’esistenza della radiazione di Hawking, la teoria formulata nel 1974 dal celebre cosmologo Stephen Hawking, scomparso il 14 marzo 2018, secondo la quale anche i buchi neri emettono una radiazione. Il test, messo in pratica dall’Istituto israeliano di Scienza Weizmann di Rehovot, è descritto sulle pagine della rivista Physical Review Letters.

La simulazione

Secondo quanto ipotizzato dal fisico britannico, la radiazione emessa dai buchi neri risponde solo alle leggi della fisica quantistica ed è perciò invisibile secondo la teoria della Relatività di Einstein. Gli scienziati hanno quindi messo a punto in laboratorio un sistema basato su delle fibre ottiche con micro-percorsi, al cui interno sono stati sparati due impulsi ultra-veloci di luce laser di colori diversi. I due segnali, interferendo tra loro, hanno creato una sorta di orizzonte degli eventi - il confine oltre il quale precipita tutto ciò che capita nelle vicinanze di un buco nero, luce compresa - che ha cambiato le proprietà fisiche della fibra, generando un cambiamento del suo indice di rifrazione. I ricercatori hanno quindi introdotti un terzo impulso luminoso che ha prodotto una radiazione a frequenza negativa, proprio come teorizzato da Hawking. “La simulazione non è in grado di riprodurre in laboratorio la spaventosa forza di gravità di un buco nero, ma la matematica in gioco è la stessa”, ha spiegato Stefano Liberati, fisico della Sissa di Trieste. “Questo studio - ha aggiunto - non è in realtà una prima volta, ma si inserisce in un filone di ricerca che in passato ha proposto vari sistemi per simulare il comportamento di un buco nero, tra i quali le onde sonore in un fluido”.

Un esempio

Per rendere più chiara la spiegazione, Liberati ha portato come esempio lo scarico dell’acqua del lavandino: “Se l’acqua dello scarico raggiungesse una velocità supersonica, non sarebbe possibile comunicare con onde sonore dall’interno: ogni onda verrebbe trascinata all’indietro nello scarico. In questo modo possiamo simulare un buco muto, cioè l’analogo di un buco nero per onde di suono anziché di luce”, ha chiarito l’esperto. “L’importanza di queste ricerche è cruciale per studiare indirettamente la radiazione di Hawking. Per farlo in modo diretto - ha concluso Liberati - dovremmo, infatti, ricreare in laboratorio dei mini buchi neri e al momento non siamo capaci di farlo”.