Residui gravitazionali

L'argomento buco nero e gravitoni non si può esaurire completamente con quanto scritto quasi un mese fa. In quell'occasione sono rimasti fuori alcuni articoli interessanti, che vado a raccogliervi qui velocemente. Inizio da quanto scritto sul sito del CERN a proposito di dimensioni extra, gravitoni e micro buchi neri:

Alcuni teorici suggeriscono che una particella detta "gravitone" sia associata alla gravità nello stesso modo con cui il fotone è associato alla forza elettromagnetica. Se i gravitoni esistono, dovrebbe essere possibile crearli all'LHC, ma dovrebbero scomparire rapidamente all'interno di dimensioni extra. Le collisioni dentro gli acceleratori di particelle creano sempre eventi bilanciati - proprio come i fuochi d'artificio - con le particelle che volano in tutte le direzioni. Un gravitone potrebbe fuggire dai nostri rivelatori, lasciare una zona vuota che notiamo come uno squilibrio nel momento e nell'energia. Abbiamo bisogno di studiare con attenzione le proprietà dell'oggetto mancante per capire se è un gravitone che sta scappando in un'altra dimensione o qualcosa d'altro. Questo metodo di ricerca per l'energia mancante è utilizzato anche per cercare la materia oscura o le particelle supersimmentriche.

Le grandi domande della vita: Il buco nero e il gravitone

L'evento centrale di metà aprile è stato il rilascio della prima fotografia di un buco nero. Dopo aver scritto una serie di tre articoli dedicati all'importante risultato scientifico/tecnologico, ritorno sulla questione grazie a una domanda particolare che è giunta sul profilo instagram di Sandro Ciarlariello, di cui prima di iniziare a rispondere alla domanda nel dettaglio segnalo l'articolo dedicato alla questione.

Una questione di gravitoni

La domanda è presto detta:

Se la gravità fosse mediata da gravitoni, come farebbero questi a uscire dall'orizzonte degli eventi?

Non è la prima volta che questa domanda viene posta, quindi si riescono a trovare un po' di risposte in giro, ma nessuna di queste mi è sembrata sufficientemente soddisfacente⁽¹⁾, così provo a fornire una mia personale risposta.
Prima di tutto vorrei fissare il punto di vista della relatività generale di Albert Einstein: questa è una teoria geometrica in cui la gravitazione viene interpretata come la deformazione della curvatura dello spaziotempo indotta dalla presenza della massa. Maggiore è la massa, maggiore è la curvatura e quindi il potere di attrarre oggetti verso il centro della curvatura stessa. Un oggetto non cade nel centro della curvatura se ha la sufficiente energia cinetica per muoversi sul bordo della curvatura stessa. In questa descrizione della gravità non è prevista l'esistenza di alcun bosone messaggero, quindi al momento i gravitoni non possono sfuggire dall'orizzonte degli eventi per il semplice motivo che non sono previsti dalla teoria.
Nel frattempo nel 1916 Karl Schwarzschild scopre che all'interno della relatività generale è prevista l'esistenza di singolarità in grado di curvare lo spaziotempo così tanto che neanche la luce è in grado di sfuggirvi⁽²⁾. La possibile esistenza delle singolarità di Schwarzschild non andava a genio al buon Einstein, che scrisse un articolo di 16 pagine per dimostrare come tali singolarità non possono esistere nella realtà fisica⁽³⁾, affermazione che in qualche modo sembra riecheggiare l'obiezione che il famoso fisico teorico rivolse alla meccanica quantistica.