La teoria del wormhole postula che un passaggio teorico attraverso lo spazio-tempo potrebbe creare scorciatoie per lunghi viaggi attraverso l’universo. I wormhole sono previsti dalla teoria della relatività generale. Ma attenzione: i wormhole portano con sé i pericoli di collasso improvviso, alte radiazioni e pericoloso contatto con materia esotica.

Teoria del wormhole

I wormhole furono teorizzati per la prima volta nel 1916, anche se non era così che venivano chiamati all’epoca. Mentre esaminava la soluzione di un altro fisico alle equazioni nella teoria della relatività generale di Albert Einstein, il fisico austriaco Ludwig Flamm si rese conto che un’altra soluzione era possibile. Ha descritto un “buco bianco”, un’inversione temporale teorica di un buco nero. Gli ingressi a entrambi i buchi bianchi e neri potrebbero essere collegati da un condotto spazio-temporale.

Nel 1935, Einstein e il fisico Nathan Rosen usarono la teoria della relatività generale per elaborare l’idea, proponendo l’esistenza di “ponti” attraverso lo spazio-tempo. Questi ponti collegano due diversi punti nello spazio-tempo, creando teoricamente una scorciatoia che potrebbe ridurre il tempo di percorrenza e la distanza. Le scorciatoie vennero chiamate ponti Einstein-Rosen, o wormhole.

“Il tutto è molto ipotetico a questo punto”, ha detto Stephen Hsu, professore di fisica teorica presso l’Università dell’Oregon, ha detto al nostro sito gemello, LiveScience. “Nessuno pensa che troveremo presto un wormhole.”

I wormhole contengono due bocche, con una gola che collega i due. Le bocche sarebbero molto probabilmente sferoidali. La gola potrebbe essere un tratto rettilineo, ma potrebbe anche avvolgersi, prendendo un percorso più lungo di un percorso più convenzionale potrebbe richiedere.

La teoria della relatività generale di Einstein predice matematicamente l’esistenza di wormhole, ma nessuno è stato scoperto fino ad oggi. Un wormhole di massa negativa potrebbe essere individuato dal modo in cui la sua gravità influenza la luce che passa.

Alcune soluzioni della relatività generale consentono l’esistenza di wormhole in cui la bocca di ciascuno è un buco nero. Tuttavia, un buco nero naturale, formato dal collasso di una stella morente, non crea di per sé un wormhole.

Attraverso il wormhole

La fantascienza è piena di racconti di viaggio attraverso i wormhole. Ma la realtà di tali viaggi è più complicata, e non solo perché dobbiamo ancora individuarne uno.

Il primo problema è la dimensione. Si prevede che i wormhole primordiali esistano a livelli microscopici, circa 10-33 centimetri. Tuttavia, man mano che l’universo si espande, è possibile che alcuni siano stati allungati a dimensioni più grandi.

Un altro problema deriva dalla stabilità. I wormholes Einstein-Rosen previsti sarebbero inutili per il viaggio perché collassano rapidamente.

“Avresti bisogno di un tipo di materia molto esotico per stabilizzare un wormhole”, ha detto Hsu, “e non è chiaro se tale materia esista nell’universo.”

Ma ricerche più recenti hanno scoperto che un wormhole contenente materia” esotica ” potrebbe rimanere aperto e immutabile per periodi di tempo più lunghi.

La materia esotica, che non deve essere confusa con la materia oscura o l’antimateria, contiene densità di energia negativa e una grande pressione negativa. Tale materia è stata vista solo nel comportamento di alcuni stati di vuoto come parte della teoria quantistica dei campi.

Se un wormhole conteneva sufficiente materia esotica, sia naturale o artificialmente aggiunto, potrebbe teoricamente essere utilizzato come metodo di invio di informazioni o viaggiatori attraverso lo spazio. Sfortunatamente, i viaggi umani attraverso i tunnel spaziali possono essere impegnativi.

“La giuria non è in, quindi non lo sappiamo”, ha detto il fisico Kip Thorne, una delle principali autorità mondiali sulla relatività, i buchi neri e i wormhole Space.com. “Ma ci sono indicazioni molto forti che i wormhole che un essere umano potrebbe attraversare sono proibiti dalle leggi della fisica. Questo è triste, questo è sfortunato, ma questa è la direzione in cui le cose stanno puntando.”

I wormhole potrebbero non solo collegare due regioni separate all’interno dell’universo, ma anche collegare due universi diversi. Allo stesso modo, alcuni scienziati hanno congetturato che se una bocca di un wormhole viene spostata in un modo specifico, potrebbe consentire viaggi nel tempo.

“Puoi andare nel futuro o nel passato usando wormhole attraversabili”, ha detto l’astrofisico Eric Davis a LiveScience. Ma non sarà facile: “Ci vorrebbe uno sforzo erculeo per trasformare un wormhole in una macchina del tempo. Sara ‘ abbastanza difficile da aprire un tunnel spaziale.”

Tuttavia, il cosmologo britannico Stephen Hawking ha sostenuto che tale uso non è possibile.

“Un wormhole non è davvero un mezzo per tornare indietro nel tempo, è una scorciatoia, quindi qualcosa che era lontano è molto più vicino”, ha scritto Eric Christian della NASA.

Anche se l’aggiunta di materia esotica a un wormhole potrebbe stabilizzarlo al punto che i passeggeri umani potrebbero viaggiare in sicurezza attraverso di esso, c’è ancora la possibilità che l’aggiunta di materia “regolare” sia sufficiente a destabilizzare il portale.

La tecnologia di oggi è insufficiente per ingrandire o stabilizzare i wormhole, anche se potrebbero essere trovati. Tuttavia, gli scienziati continuano a esplorare il concetto come metodo di viaggio spaziale con la speranza che la tecnologia alla fine sarà in grado di utilizzarli.

“Avresti bisogno di una tecnologia super-super-avanzata”, ha detto Hsu. “Gli umani non lo faranno in qualsiasi momento nel prossimo futuro.”