The Big Bang, the origin of our universe approximately 13.8 billion years ago from an extremely hot, dense state, is explored as a potential white hole, a theoretical concept opposite to black holes where matter and energy can only exit.
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L’universo ha avuto origine da uno stato estremamente piccolo,
denso e caldo. Da lì è iniziata una rapida espansione che ha dato forma allo spazio,
al tempo e alla materia. Questo evento, che chiamiamo Big Bang,
è avvenuto circa 13,8 miliardi di anni fa. Da quel momento l’universo ha continuato a
evolversi e ad espandersi: si sono formati atomi, stelle e galassie.
Ma la domanda è: perchè è avvenuto il Big Bang? Perché l’universo è nato
proprio così? Cosa ha causato il Big Bang? Secondo alcuni, il big bang potrebbe avere un
collegamento con oggetti misteriosi chiamati buchi bianchi. Che cosa sono esattamente? E in che modo
spiegherebbero l’origine di tutto? È possibile che il Big Bang sia, in realtà, un buco bianco?
Grazie a numerose prove, osservazioni ed esperimenti, raccolti in oltre un secolo
di storia, siamo in grado di ricostruire con precisione la storia dell’universo.
Con il termine Big Bang ci riferiamo all’evento che ha dato origine al nostro
universo 13,8 miliardi di anni fa, mentre la teoria del big bang è il modello cosmologico
che spiega come è avvenuto questo evento e come si è evoluto l'universo. La teoria del
big bang ci dice che tutto ha avuto origine da uno stato estremamente piccolo, denso e
caldo. L’universo ha iniziato ad espandersi e successivamente si è formata la materia.
Se applichiamo le nostre attuali leggi della fisica all’universo, in particolare la Relatività
Generale di Einstein, e torniamo indietro nel tempo, si arriva ad un punto in cui la densità
e la curvatura dello spaziotempo devono essere infinite. Si tratta di un risultato privo di
significato fisico, che definisce i limiti delle teorie fisiche. Questa è quella che viene chiamata
singolarità. Ma attenzione, questa non rappresenta un punto fisico nello spazio ma semplicemente è un
limite alle nostre conoscenze. La singolarità ci dice che le teorie non possono essere
applicate in quelle condizioni estreme. La prova principale del Big Bang non
è l’osservazione diretta della singolarità, che è impossibile, ma sono le sue conseguenze
osservabili come l'espansione dell'universo, la radiazione cosmica di fondo e così via.
Ho parlato delle prove a sostegno del big bang con maggior dettaglio in questo video.
Sotto nei commenti, alcuni di voi hanno proposto che la singolarità del Big Bang fosse in realtà
un buco bianco. In effetti alcuni fisici come Stephen Hawking e il premio nobel Roger
Penrose hanno analizzato la possibilità che il big bang fosse un buco bianco.
Ma andiamo con ordine, che cosa sono i buchi bianchi?
Un buco bianco è, in termini molto semplici, l'opposto tèorico di un buco nero. Emergono
come soluzioni valide delle equazioni della Relatività Generale, proprio come i buchi neri.
Il buco NERO possiede una gravità così estrema da curvare lo spaziotempo e creare una regione,
oltrepassata la quale, tutto cade al suo interno senza poter più uscire. Il buco bianco, invece,
sarebbe una regione da cui la materia e la luce possono solo uscire, e niente può entrare. Quando
osserviamo un buco nero, vediamo una zona d’ombra sferica perchè anche la luce è costretta a seguire
la curvatura dello spazio e cadere al suo interno. Spesso questa regione viene fatta coincidere con
l’orizzonte degli eventi, ma come spiegato in questo video, la regione di “non ritorno” dalla
quale è impossibile fuggire, è molto più grande. Un buco bianco, al contrario, emette radiazione,
inclusa la luce, e quindi risulterebbe luminoso. Così come all’interno dei buchi neri, le equazioni
della relatività generale danno come risultato una singolarità, anche i buchi bianchi hanno
un orizzonte degli eventi, ma che rappresenta un limite invalicabile dal quale è impossibile
entrare. Al suo interno è prevista la presenza di una singolarità, cioè di un punto la cui densità
tende ad infinito. I buchi bianchi sono, in un certo senso, la “versione invertita nel
tempo” di un buco nero. La materia e l’energia, anziché cadere dentro, vengono espulse fuori. Ma
mentre nei buchi neri la singolarità si trova nel futuro di chi è dentro l’orizzonte degli eventi,
nei buchi bianchi la singolarità si trova nel passato di chi si trova all’esterno.
Dunque, la singolarità che sta nel passato del buco bianco protrebbe coincidere
con la singolarità passata del Big Bang. Per i buchi neri abbiamo prove osservative
della loro esistenza, dalle onde gravitazionali alle immagini di M87* e Sagittarius A*,
ma non abbiamo mai osservato nulla che assomigli a un buco bianco.
Bene, l'idea che il Big Bang possa essere un buco bianco potrebbe sembrare sensata perché entrambi
sembrano implicare un evento nel quale la materia e l’energia vengono espulse da un punto di densità
estrema. Infatti entrambi sono connessi alla singolarità dalla quale emerge qualcosa: per
il Big Bang emerge l'intero universo mentre per il buco bianco, emergerebbe materia ed energia.
Ma come si formerebbe un buco bianco? Quest’ultimo sarebbe collegato ad un
buco nero attraverso un wormhole, cioè un tunnel spazio-temporale che mette in comunicazione due
regioni diverse dell’universo. Ciò che entrerebbe nel buco nero verrebbe espulso via dall’altra
parte dal buco bianco. In questo scenario, il Big Bang, non sarebbe l’inizio assoluto,
ma una continuazione: la fine di un collasso di un universo precedente risulterebbe l’inizio
dell’espansione nel nostro universo. Questo implicherebbe scenari ancora più
speculativi, come l’esistenza del multiverso o dei cicli cosmici, cioè di un universo che nasce
dalla morte di quello precedente. Il Big Bang non sarebbe più l’evento che ha dato origine
allo spazio e al tempo, ma diventerebbe l’evento di transizione tra la fine di
un universo e l’inizio di quello successivo. La differenza però tra Big Bang e buco bianco
sta nella natura dell'evento. Il Big Bang, come detto, lo intendiamo come l'origine dello spazio e
del tempo. Non è un oggetto che espelle materia all'interno di uno spazio preesistente, ma è
l'inizio dell'universo stesso. Un buco bianco, invece, sarebbe un oggetto nello spaziotempo,
cioè un punto specifico da cui la materia verrebbe espulsa via in un universo già esistente. Quindi,
se il Big Bang fosse un buco bianco, ci ritroveremmo di fronte una matrioska di universi.
Alcuni modelli cosmologici speculativi, che vanno oltre la Relatività Generale,
hanno proposto scenari come il “Big Bounce”, cioè il Grande Rimbalzo, dove il nostro universo
potrebbe essersi espanso dopo il collasso di un universo precedente. In alcuni di questi modelli,
la transizione tra il collasso e la nuova espansione potrebbe avere caratteristiche
che ricordano vagamente un buco bianco. Durante il rimbalzo, infatti, il tessuto
dello spaziotempo smette di contrarsi e la gravità diventa repulsiva, provocando una emissione di
materia ed energia simile all’emissione da un buco bianco. Questo eviterebbe non
solo la formazione della singolarità dei buchi bianchi, ma anche la singolarità del Big Bang.
Ma la fisica che descriverebbe questo fenomeno sarebbe basata su una teoria della gravità
quantistica che ancora non è stata sviluppata, quindi rimane un’idea speculativa. Quando
osserviamo l'universo su larga scala vediamo che è incredibilmente omogeneo ed isotropo,
cioè che presenta le stesse caratteristiche in tutte le direzioni. Questo è confermato osservando
la radiazione cosmica di fondo cioè la luce residua emessa poco dopo il Big Bang che dimostra
l’uniformità del giovane universo. È difficile conciliare questa uniformità su vasta scala con
l'idea di un'emissione di materia ed energia da un punto localizzato come un buco bianco. L’emissione
sarebbe inizialmente concentrata e caotica, non distribuita uniformemente, andando in contrasto
con quello che osserviamo. L’unica possibilità è che il buco bianco sia così grande da definire
esso stesso l'intero universo. Solo in questo modo saremmo più vicini al concetto di Big Bang.
I fisici sono abbastanza scettici sull'esistenza stabile dei buchi
bianchi. Si ritiene che basterebbe anche una piccola quantità di materia che cada verso
il buco bianco per destabilizzarlo e renderlo di breve durata. Il nostro universo, invece,
pur evolvendosi da quasi 14 miliardi di anni, mostra una notevole stabilità nelle sue leggi
fisiche e nella sua struttura su larga scala. Se il Big Bang è l’origine dello spazio e del
tempo, non poteva esserci un buco bianco nello spazio prima che questo si formasse. Quindi,
l'idea che il Big Bang sia un buco bianco, presenta diverse incongruenze sia con il
modello cosmologico attuale sia con le proprietà teoriche dei buchi bianchi stessi. Anche Hawking
e Penrose hanno affermato che i buchi bianchi siano altamente instabili e incompatibili con
la natura dell'origine dell'universo. Nonostante i buchi bianchi siano soluzioni matematiche valide,
non possono essere considerati come oggetti stabili e osservabili nell'universo.
Pensare al Big Bang come ad un buco bianco è un’idea che apre scenari affascinanti ma
attualmente non si allinea con le nostre conoscenze fisiche. Dunque il Big Bang
rimane l'evento che ha dato origine al nostro universo, mentre un buco bianco sarebbe un
oggetto ammesso dalle equazioni della relatività generale, ma solo dal punto di vista teorico.
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