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Hawking batte Einstein: dai buchi neri si scappa ma rimane paradosso dell'informazione

Stephen Hawking non ha mai creduto, come teorizzato da Albert Einstein, che la gravità non lasci sfuggire da un buco nero nemmeno la luce. Nel 1974 viene formulata la radiazione di Hawking ed oggi un esperimento conferma la correttezza delle tesi dell'astrofisico britannico. Ma non viene risolto il paradosso dell'informazione.

E' dal 1974 che Stephen Hawking afferma che ciò che passa attraverso un buco nero non viene perduto, al contrario di quanto sostiene la fisica "classica". Secondo la teoria di Albert Einstein infatti la gravità di un buco nero è così forte che nulla, nemmeno la luce, può sfuggirvi.

Secondo la meccanica quantistica però nessuna informazione potrà mai svanire dall'universo, e così più di 40 anni fa l'astrofisico teorizza la cosiddetta radiazione di Hawking, detta anche di Bekenstein-Hawking, cioè una radiazione termica che si ritiene sia emessa dai buchi neri. Tale effetto quantistico permette ai buchi neri di irradiare particelle in un processo che, nel tempo, finirebbe per causare l'evaporazione del buco nero stesso (secondo la teoria della relatività di Einstein).

Finora non esistevano prove sperimentali della radiazione di Hawking. A certificare che l'intuizione del fisico britannico era giusta ci ha pensato il professor Jeff Steinhauer che ha simulato un buco nero in un condensato di Bose-Einstein, uno stato della materia che si ottiene quando si porta un insieme di bosoni a temperature estremamente vicine allo zero assoluto (meno 273,15 gradi centigradi). Come spiega Wikipedia "in queste condizioni di grande raffreddamento, una frazione non trascurabile delle particelle si porta nello stato quantistico di più bassa energia e gli effetti quantistici si manifestano su scala macroscopica".

Come pubblicato sulla rivista Nature Physics, Steinhauer del Technion - Israel Institute of Technology di Haifa ha infatti osservato che le particelle scappano spontaneamente dal buco nero riprodotto in laboratorio, e in base alla correlazione quantistica tali particelle osservabili hanno determinato istantaneamente anche il valore delle altre presenti. Utilizzando il condensato Bose-Einstein, Jeff Steinhauer ha creato infatti una sorta di "orizzonte degli eventi" (superficie limite oltre la quale nessun evento può influenzare un osservatore esterno) per i quanti di onde sonore (fononi) utilizzati.

L'esperimento non risolve comunque il paradosso dell'informazione: se il materiale che entra in un buco nero è allo stato quantistico puro, la trasformazione di questo stato nello stato eterogeneo della radiazione di Hawking distruggerebbe l'informazione riguardante lo stato quantico originale ma ciò andrebbe a violare il teorema di Liouville, in base al quale la densità di stati nello spazio delle fasi si conserva.

Per risolvere questa violazione alla regola della teoria quantistica, appena un anno fa Stephen Hawking aveva ipotizzato che l'informazione non passerebbe attraverso il buco nero ma verrebbe memorizzata su quello che viene chiamato il suo "orizzonte degli eventi" in una "super traduzione", cioè un ologramma delle particelle introdotte. Hawking teorizza quindi che "in questa maniera sono contenute tutte le informazioni che altrimenti andrebbero perse" ammettendo però che verrebbero restituite dal buco bero "in una forma caotica e inutile".

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