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Il nostro universo potrebbe aver avuto origine da un buco nero che si trova all'interno di un altro universo.

L'idea è incentrata su come la materia e l'energia che cadono in un buco nero potrebbero in teoria uscire da un "buco bianco" in un altro universo. In una situazione del genere, sia il buco nero che il buco bianco sono bocche di un ponte Einstein-Rosen, popolarmente noto come un wormhole.

Con questo in mente, il fisico teorico Nikodem Poplawski dell'Università dell'Indiana ha ipotizzato che quando si forma un buco nero in seguito al collasso di una stella morente, un universo nasce allo stesso tempo dal buco bianco sull'altro lato del wormhole.

"Il nostro universo potrebbe essersi formato dall'interno di un buco nero esistente all'interno di un altro universo", ha detto.

Questa idea è stata suggerita in precedenza e ora Poplawski ha ampliato il pensiero.

Universi nidificati

Anche se un buco nero formato da una stella delle dimensioni del nostro Sole sarebbe largo solo circa 2 miglia, non significa che un universo che potrebbe avere origine da un buco nero rimarrebbe così piccolo.

"Il nostro universo era piccolo molto tempo fa e si è espanso", ha detto Poplawski. "Dall'altro lato, non si vedrebbe la nostra espansione". In sostanza, un buco nero potrebbe sembrare più grande "dentro" di come appariva a qualcuno all'esterno.

Se qualcuno sopravvivesse a un viaggio in un buco nero e emergesse in un altro universo, "sarebbe un viaggio di sola andata", ha osservato Poplawski. L'orizzonte degli eventi di un buco nero è il confine al quale nulla all'interno può sfuggire.

In teoria, i buchi neri perdono massa, tuttavia, poiché le particelle di radiazione di Hawking che emergono dal vuoto proprio accanto ai loro orizzonti degli eventi. I buchi neri che perdono più massa di quella guadagnata dovrebbero ridursi e alla fine svanire. Ciò non significa che nessun universo all'altra estremità del buco nero cesserebbe di esistere, ha spiegato Poplawski. "Saremmo semplicemente disconnessi dall'altro universo", ha detto.

Prove per la nascita di un buco nero?

Se il nostro universo nascesse da un buco nero in un altro universo, sarebbe impossibile attraversare il confine degli eventi e vedere l'altro lato, il che significa che non si può provare o smentire questa idea in questo modo.

Quindi, come si potrebbe verificare questa congettura? Un'implicazione del concetto di Poplawski è che il nostro universo è "chiuso".

"In cosmologia, ci sono tre modelli per il nostro universo", ha spiegato Poplawski. "Il primo è che è chiuso, il secondo è che è 'aperto' e il terzo è che è 'piatto'".

Se è chiuso e si cerca di avventurarsi ai margini del nostro universo, alla fine si ritornerà al punto di partenza." Sarebbe come camminare sulla superficie della Terra se si cammina verso est, a un certo punto si tornare attraverso l'ovest", ha detto Poplawski.

Se il nostro universo è piatto, e si cerca di avventurarsi fino al suo limite, non lo si raggiungerà mai, perché continua all'infinito. Lo stesso sarebbe vero se l'universo fosse aperto, "solo sarebbe 'curvato'", ha detto Poplawski. Ciò significa che se due fasci di luce fossero proiettati in questa rete paralleli tra loro, in un universo piatto rimarrebbero paralleli , mentre in un universo aperto si allontanerebbero effettivamente l'uno dall'altro.

Se il nostro universo si trova "dentro" un altro universo, "la previsione sarebbe che il nostro universo è chiuso", ha detto Poplawski. "Questo potrebbe forse essere testato a un certo punto. Se l'universo è chiuso, se si osservano le stelle, la loro luce sarebbe visibile sul lato opposto del cielo. Se l'universo è davvero grande, la luce di quelle stelle potrebbe non aver avuto tempo per farlo ancora, ma forse ad un certo punto potremmo vederlo".

Inoltre, i buchi neri ruotano, suggerisce l'evidenza, e se il buco nero genitore del nostro universo stesse ruotando, "allora potrebbe essere preferita una direzione nel nostro universo, prove che potremmo vedere su larga scala", ha detto Poplawski.

Risolvere i misteri?

Se il nostro universo fosse nato da un buco nero, potrebbe aiutare a risolvere il mistero di ciò che è avvenuto prima del BigBang e se il nostro universo fosse chiuso, piatto o aperto.

Potrebbe anche aiutare gli scienziati a evitare problemi associati alle singolarità o punti infinitamente piccoli con densità infinita. In teoria, l'universo è nato da una singolarità e ogni buco nero racchiude una singolarità. Tuttavia, le singolarità sono un grosso mal di testa per i fisici teorici, dal momento che le leggi della fisica si rompono attorno ad esse.

"Nel mio modello, quando l'universo è nato, non c'è alcun problema ad avere una singolarità inizialmente invece di essere infinitamente piccolo, aveva il raggio del suo buco nero genitore", ha detto Poplawski. "Inoltre, invece che i buchi neri finiscono con le singolarità, questo modello suggerisce che finirebbero con gli universi".

Un'idea piena di buchi?

Un buco in questa idea è quello che si presenta ogni volta che si parla di wormhole di materia esotica.

In linea di principio, tutti i wormhole sono instabili e si chiudono nell'istante in cui si aprono. L'unico modo per tenerli aperti è con una forma esotica di materia con la cosiddetta "densità di energia negativa". Tale materia esotica ha proprietà bizzarre, incluso il movimento nella direzione opposta alla materia normale quando viene spinta. Nessuno sa se tale materia esiste davvero.

"È possibile che quando si formano i buchi neri, la materia possa subire una transizione di fase per diventare materia esotica, per consentire questa espansione iniziale di un universo all'interno del buco nero", ha suggerito Poplawski.

Inoltre, mentre questo potrebbe spiegare come il nostro universo sia nato da un buco nero, non spiega come sia nato l'universo da cui proviene il buco nero. "Quindi quell'universo è nato da un buco nero in un altro universo, e così via?" Notò Poplawski. "È un problema di un numero infinito di universi. Questa è una critica molto ragionevole."

Poplawski descriverà in dettaglio la sua ricerca il 12 aprile nell'edizione rivista di Physics LettersB .

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