Micro buchi neri a spasso per la Terra

Invece di assorbire la materia, per complessi meccanismi quantistici la manterrebbero in orbita attorno a sé formando degli equivalenti gravitazionali degli atomi

I micro buchi neri dalle dimensioni infinitesimali che si sarebbero formati all'epoca del Big Bang potrebbero ancora esistere e attraversare giornalmente la Terra senza rappresentare un pericolo per il pianeta. L'ipotesi è stata avanzata da due ricercatori dei Sandia National Laboratories ad Albuquerque, Aaron P. VanDevender e J. Pace VanDevender, che la descrivono in un articolo postato sul sito di ricerca arXiv.org.

Questi mini buchi neri si comporterebbero in modo alquanto differente da quelli solitamente considerati in astrofisica, nati dal collasso di stelle. Questi buchi neri primordiali formatisi nel corso del Big Bang avrebbero una massa molto variabile compresa fra una massa di Planck e i miliardi di tonnellate, ma comunque molto inferiore a quella dei buchi neri astrofisici, pur possedendo una densità straordinariamente elevata.

I ricercatori hanno calcolato che per masse in inferiori ai 1012 kg questi mini buchi neri non assorbirebbero la materia (per complessi problemi quantistici legati al loro raggio di Schwarzschild), e la manterrebbero in orbita attorno a sé a una certa distanza, un po' come gli elettroni attorno a un nucleo, creando un sistema che hanno chiamato equivalente gravitazionale di un atomo (GEA, Gravitational Equivalent of an Atom).

Secondo le teorie correnti i buchi neri dovrebbero col tempo invecchiare e "morire" per evaporazione quantistica, e questo dovrebbe produrre una firma elettromagnetica nello spettro X, che finora però non è mai stata osservata, cosa che potrebbe essere imputata o al fatto che queste strutture siano in realtà molto meno numerose del previsto, o che esse non evaporano. Secondo i VanDevender proprio quest'ultima potrebbe essere la spiegazione corretta e in tal caso la materia legata in un GEA dovrebbe produrre un altro tipo di emissioni, già rilevabili con le tecnologie disponibili, e di queste bisognerebbe andare alla ricerca.

"L'evaporazione quantistica è un elemento centrale delle teorie sulla gravità quantistica. Il nostro studio si è chiesto: che cosa succede se un mini buco nero non evapora? Abbiamo mostrato che può interagire con la materia ed essere rilevabile. Se riuscissimo a osservare simili oggetti, questo avrebbe un notevole impatto sulla nostra concezione della gravità quantistica."

"La preoccupazione che un GEA terrestre assorba il pianeta ricordano quelle all'inizio del XX secolo, quando ci si aspettava che gli elettroni orbitanti attorno a un nucleo perdessero la loro energia e cadessero su di esso", aggiungono i ricercatori. "Ma poiché i livelli energetici dell'elettrone sono quantizzati e il raggio dello stato fondamentale è molto maggiore di quello del nucleo, la probabilità che un elettrone sia catturato dal nucleo e svanisca è infinitamente piccola. Allo stesso modo le particelle di massa m è estremamente improbabile che cadano nel buco nero al centro di un GEA. Ma se ciò avvenisse emetterebbero un'energia osservabile." I ricercatori hanno calcolato che per assorbire la Terra uno di questi micro buchi neri dalla massa di un chilogrammo richiederebbe 1033 anni, laddove l'età dell'universo attuale è di circa 13,7 x 109 anni.

Secondo i ricercatori, i buchi neri di massa attorno alle 100 tonnellate sarebbero di particolare interesse perché potrebbero essere dei candidati a formare la materia oscura. "Sarebbe difficile ma non impossibile rilevarli mentre attraversano la Terra. La capacità di un GEA di emettre radiazione rilevabile è piccola ma esiste."

Fonte: Le Scienze