Dentro al grande wormhole

[Red Hanuman]

SISSA: Dentro al grande wormhole

In teoria, la Via Lattea potrebbe essere un “sistema di trasporto galattico”. Alla luce delle conoscenze e delle teorie più attuali la nostra galassia potrebbe essere un enorme wormhole (o cunicolo spazio-temporale, avete visto “Interstellar?”) e se lo fosse, sarebbe “stabile e navigabile”. Questa è l’ipotesi avanzata in un articolo pubblicato sulla rivista Annals of Physics, a cui ha collaborato anche la SISSA di Trieste. Il lavoro, frutto di una collaborazione fra ricercatori indiani, italiani e statunitensi, spinge gli scienziati a riflettere in maniera più accurata sulla materia oscura




“Se mettiamo insieme la mappa della materia oscura nella Via Lattea col modello più attuale del Big Bang che spiega l’universo e ipotizziamo l’esistenza dei cunicoli spazio-temporali, allora quello che otteniamo è che nella nostra galassia potrebbe davvero esserci uno di questi cunicoli, e che potrebbe addirittura essere grande come la galassia stessa. E non finisce qui”, spiega Paolo Salucci, astrofisico della Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) di Trieste ed esperto di materia oscura nell’universo. “In questo cunicolo si potrebbe anche viaggiarci dentro, perché, in base ai nostri calcoli, sarebbe navigabile. Proprio come quello che tutti abbiamo visto nel recente film ‘Interstellar’”. Salucci è fra gli autori della ricerca da poco pubblicata sulla rivista Annals of Physics.

I cunicoli spazio-temporali (o wormhole o, ancora, ponti di Einstein-Penrose) sono di recente diventati di gran moda fra il pubblico, complice il successo della pellicola fantascientifica di Christopher Nolan, ma attirano l’attenzione degli astrofisici da molto tempo. “Pensate che quello che abbiamo cercato di fare nel nostro studio è stato risolvere proprio l’equazione sulla quale lavorava l’astrofisica ‘Murph’. Ma naturalmente l’abbiamo fatto in tempi ‘non sospetti’, ben prima dell’uscita del film,” scherza Salucci. “Si tratta in realtà di un problema estremamente interessante per gli studi sulla materia oscura”.

“Naturalmente non stiamo sostenendo che la nostra galassia sia sicuramente un wormhole, ma semplicemente che stando ai modelli teorici quest’ipotesi è possibile”. Si potrà mai verificarla sperimentalmente? “In via di principio lo si potrebbe fare confrontando due galassie, la nostra e una molto vicina, come per esempio la Nube di Magellano, ma siamo ancora molto lontani dalla possibilità effettiva di eseguire un confronto del genere”.

Per trarre le loro conclusioni gli astrofisici hanno unito Le equazioni della Relatività Generale alla mappa estremamente dettagliata della distribuzione della materia oscura nella Via Lattea: “siamo stati noi stessi a ottenere questa mappa in un lavoro del 2013”, spiega Salucci. “Al di là dell’ipotesi fantascientifica, il nostro lavoro è interessante perché propone una riflessione più complessa sulla materia oscura”.

Come racconta Salucci, gli scienziati a lungo hanno cercato di spiegare la materia oscura ipotizzando l’esistenza una particolare particella, il neutralino, che però non è né mai stata trovata al CERN, né osservata nell’universo. Esistono però teorie alternative, che non ricorrono alla particella, “e forse è giunto il momento per gli scienziati di prendere quest’argomento ‘sul serio’”, conclude lo scienziato. “La materia oscura potrebbe essere ‘altro’, forse anche un grande sistema di trasporto galattico. In ogni caso è ora che cominciamo a chiederci davvero di che cosa si tratti”.

Oltre a Salucci, alla ricerca hanno lavorato Farook Rahaman (primo autore), dell’Università Jadavpur in India, e un gruppo di ricercatori indiani e statunitensi.

[astroguido]

quello che mi ha un po' sconcertato di questa vicenda è che digitando su google "via lattea wormhole" si trovano solo siti che riportano le stesse parole che hai citato tu, che corrispondono al comunicato stampa della sissa. Solo l'ultimo sito della prima paginata di google, "diregiovani.it", che dal nome non sembra proprio un sito specializzato in informazione scientifica, cerca di spiegare un po' meglio al lettore comune di cosa si sta parlando. Il sito media.inaf.it non fa nulla di meglio, anzi: nel video a corredo dell'articolo, la voce narrante spara affermazioni dal dubbio significato ("la via lattea, quindi, potrebbe essere un wormhole, e se ciò fosse vero, allora la nostra galassia potrebbe essere stabbile e navigabbile"; "la materia oscura potrebbe essere un'altra dimensione, forse un importante sistema di trasporto galattico"). Insomma, l'impressione finale è che si voglia solo far notizia, impressionando il lettore senza fargli capire in profondità proprio niente.

N.B.: dicendo che anche tu hai riportato le stesse parole che si trovano in giro non voglio assolutamente polemizzare con te, che riporti così assiduamente notizie così interessanti. Su un forum è sensato: si riporta la notizia ed eventualmente la si approfondisce con i contributi di tutti. Ma su un qualsiasi altro sito questo non si può fare, e al lettore resta ben poco!

[ciclociano]

Credo che questo "silenzio" sia dovuto più che altro a una generosa dose di cautela, visto l'enormità delle conseguenze dello studio.
Solo il fatto che le equazioni supportino la tesi... fa IMPRESSIONE! :shock:

[Red Hanuman]

astroguido: In effetti, quello che hai notato è sconcertante. Più tardi, provo a vedere se trovo qualcosa in inglese di più esauriente... ;)

[Red Hanuman]

Volete ridere? L'articolo in inglese che ho trovato è la traduzione paro paro di quello italiano.... Incredibile!:wtf:
Comunque, posso aggiungere una simulazione del wormhole.....;)


https://www.youtube.com/watch?v=u_b7Sjatlmg

[Gaetano M.]

Ho sempre pensato che il "wormhole" fosse una speculazione..fantascientifica invece quì si parla di risultati ottenuti sviluppando le equazioni della relatività. Domanda. Ma il wormhole collega due punti dello stesso universo o due universi?

[astroguido]

Ho sempre pensato che il "wormhole" fosse una speculazione..fantascientifica invece quì si parla di risultati ottenuti sviluppando le equazioni della relatività. Domanda. Ma il wormhole collega due punti dello stesso universo o due universi?

Ciao, non sono proprio un esperto ma provo a risponderti.
I wormhole effettivamente "saltano fuori" dalla equazioni della relatività generale, credo che fu lo stesso Einstein ad accorgersene. Se pensi allo spaziotempo come ad una superficie curva (il classico esempio è il lenzuolo) e ad un buco nero come ad una buca profondissima in questa superficie, allora puoi pensare ad un wormhole così: prendi un secondo buco nero sul lenzuolo e poi pieghi il lenzuolo in modo da mettere una delle due buche "a testa in giù", esattamente sotto l'altra, e poi tagliando e ricucendo il lenzuolo in modo che si possa passare attraverso le buche, andando sopra e sotto il lenzuolo.
Questo discorso andrebbe fatto in quattro dimensioni e non due, e un discoro così non basta a dimostrarne l'esistenza. Però con una trattazione matematica rigorosa, le cose tornano.
Tuttavia, e da qui in poi prendi con le pinze quello che dico, la stabilità di un wormhole non è scontata: è necessaria materia in quantità sufficiente, e (credo) con caratteristiche fisiche diverse dalla materia che conosciamo (si parla di "energia negativa", non chiedermi cosa sia).
Quello che hanno fatto i ricercatori (se ho ben capito) è prendere la distribuzione misurata di materia oscura nella nostra galassia, constatare che la concentrazione di massa è sufficiente per un wormhole, e dire: bene, SE la materia oscura, la cui natura non è nota, ha proprio le caratteristiche fisiche necessarie per un wormhole ("energia negativa", eccetera) allora nella via lattea potrebbe esserci un wormhole.

Secondo il mio modestissimo parere, questa ricerca non porta gran che alla nostra conoscenza nè dei wormhole (che in teoria potrebbero esistere, fatte certe ipotesi, lo sapevamo già) nè della materia oscura (anche ora non sappiamo cos'è), mostra solo una bella coincidenza.

Riguardo al collegare due punti dello stesso universo o due universi non so risponderti con certezza; però, da quel che so, dalle equazioni di einstein lo spaziotempo emerge come un tutt'uno, di cui non esistono "altre versioni" (altri universi). Quindi, credo che un wormhole possa solo portare ad un altro punto dello stesso universo.

[ciclociano]

Quello che mi sfugge è l'affermazione che tutta al via lattea potrebbe essere contenuta in un WH, che sarebbe come dire che ne siamo già all'interno...:shock:
Ecco il necessario riferimento al collegamento EXtragalattico delle nubi di magellano, per non disturbare Andromeda (troppa grazia). Quindi appare chiaro da quanto si può leggere che il collegamento deve essere a larghissimo raggio.
Del fatto che la materia oscura potrebbe essere l'effetto di una dimensione superiore sulla nostra galassia ne avevamo già parlato tempo fa, quando abbiamo parlato di materia oscura e forza oscura, appunto, però qui se ho capito bene la si mette in relazione con una rete di cunicoli spaziotemporali. :confused:

[Red Hanuman]

Allora.... @Gaetano M. (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=32) un wormhole, per come si crede che sia, potrebbe connettere tra loro sia zone diverse dello stesso universo che due universi paralleli tra loro. Tra l'altro, in determinate condizioni potrebbe anche consentire viaggi nel tempo, anche se con alcuni limiti... :shock:
Può essere prodotto dalla nascita di un BN e dalla concomitante nascita di un Buco Bianco, contraltare del BN che in certe condizioni è ammesso esista; anche se, a dire il vero, è necessario che in questo caso esista una forza anti gravitazionale bilanciante l'attrazione del BN.... Forza che ancora non si sa da dove possa essere ricavata...:whistling:
Una delle possibilità è appunto quella che la materia oscura possa in qualche modo generare quella forza antigravitazionale.
A dire il vero, non è una idea originale, visto che è da un po' che si suppone l'esistenza di una "materia multimetrica" (multimetric matter) che in determinate condizioni potrebbe generare una "energia negativa" o repulsiva; facendo il verso in questo modo alla arcinota "energia oscura"...
Insomma, è un po' un pasticcio....
Magari, @Enrico C. (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=2649) ci può dare qualche delucidazione in più... ;)

[Gaetano M.]

Grazie ... aspettando Enrico C.
Nrel frattempo... col W.H. (o anche Universo Parallelo) il trucco per la conservazione massa/energia è l'energia negativa?

[Red Hanuman]

Più che altro, serve un'energia che dia luogo ad una pressione negativa, o ad una specie di anti gravità.... Insomma, bisognerebbe trovare un qualche tipo di compensazione alla gravità....

[Enrico Corsaro]

Ciao a tutti e grazie per avermi richiamato all'attenzione questo post!

Premetto che l'articolo originale che discute il lavoro in formato elettronico è disponibile QUI (http://arxiv.org/pdf/1501.00490v1.pdf) su arXiv. Consiglio ai più smanettoni e curiosi di dargli un occhio, soprattutto alla parte introduttiva e delle conclusioni (il resto è veramente molto tecnico).

Il concetto di wormhole, ufficialmente noto come ponte di Einstein-Rosen, è abbastanza complesso e non semplice da spiegare in poche parole. Non rientra negli studi di base di RG ma fa parte di una categoria più avanzata di soluzioni che richiedono addizionale supporto fisico per poter essere verificati e di norma non hanno una grossa rilevanza cosmologica poichè non se ne ha prova diretta di esistenza.

Giusto per chiarire le idee, il nostro spazio-tempo è una soluzione delle equazioni di campo di Einstein della RG, ed è rappresentato da una metrica, detta di Riemann, che si sviluppa in quattro dimensioni, tre spaziali ed una temporale.

Il wormhole, è anch'esso rappresentato da una metrica, nelle stesse dimensioni, ed è anch'esso una soluzione delle equazioni di campo. Inoltre, esso rappresenta una topologia connessa, ovvero se così possiamo dire, un elemento dello spazio tempo collegato in modo uniforme con il resto, senza interruzioni, nè barriere (come invece accade per un buco nero dal momento in cui è presente l'orizzonte degli eventi).

Ci sono comunque due tipi fondamentali di wormhole, quelli non attraversabili (che presentano una specie di strozzatura al centro) e quelli attraversabili, aperti come un tunnel scavato da un bruco in una mela. L'analogia wormhole nasce infatti proprio dall'esempio del bruco che camminando sulla superficie della mela (il nostro spazio-tempo) decide di passare da una parte all'altra accorciando la strada e scavando un buco attraverso l'interno della mela (spazio-tempo del wormhole).
Entrambi questi spazio-tempo sono matematicamente perfette soluzioni delle equazioni di campo di Einstein, e fin qui nessun problema. Questo non deve sorprendere affatto, perchè la topologia di uno spazio a 4 dimensioni può essere molto complessa e l'ammettere soluzioni di questo tipo è perfettamente plausibile.

Quello che invece non quadra, sono le condizioni fisiche per cui un wormhole possa esistere e cerchiamo di inquadrare la cosa sempre nell'ambito della comoslogia standard.
Come già detto da Red, l'esistenza di un wormhole richiede la violazione di energia nulla (se vogliamo una sorta di implosione dello spazio-tempo). Questa energia negativa responsabile della violazione riuscirebbe a tenere aperta la cosiddetta "gola" del wormhole, rendendolo dunque attraversabile. Quanto proposto dagli autori è che, come già accennato da Red, l'energia negativa sarebbe spiegabile con l'apporto di materia oscura. Ritengono inoltre che, sulla base di quest'altro lavoro (http://link.springer.com/article/10.1140%2Fepjc%2Fs10052-014-2818-2)che però non sono sicuro sia visualizzabile gratuitamente da tutti, l'esistenza del wormhole possa essere rilevata con misure di deflessione di luce (microlensing), concentrate in direzione del centro della galassia, entro una sfera di raggio pari a circa 0.4 anni luce. Le deflessioni avverrebbero in tal caso in senso opposto a quello realizzato dalla materia ordinaria, proprio per effetto di una forza anti-gravitazionale. Il sospetto di questo effetto è nato dall'analisi delle curve di rotazione galattica delle nubi di Idrogeno, che presentano un appiattimento nella regione dell'alone galattico, spiegabile con un effetto di una forza opposta a quello gravitazionale. Dal momento che si reputa la materia oscura sia la costituente base dell'alone galattico, si è creduto, con una dimostrazione che funziona, che sia proprio la materia oscura a fornire questo tipo di effetto ad energia negativa.

Il problema principale rimane comunque uno al momento: non sappiamo se la materia oscura esista davvero!
L'articolo di questi autori non è comunque pubblicato in una rivista peer-review, ma in un giornale annuario della fisica. Si dovrebbe adesso vedere se, come suggeriscono, esaminando dati precedenti di luce emessa ad es. dalla Grande Nube di Magellano, che passa vicino al centro della nostra galassia, si osservano le deflessioni previste dalla teoria. Personalmente, rimango piuttosto scettico a riguardo...

[Gaetano M.]

Einstein, per sua stessa ammissione, aveva dei problemi con la matematica, però poi ha tirato fuori l'equazione di Campo: http://it.wikipedia.org/wiki/Equazione_di_campo_di_Einstein.
Posso chiedere per esempio Red Hanuman e Enrico C. cosa significa "soluzioni dell'equazione di campo".

[Enrico Corsaro]

Einstein, per sua stessa ammissione, aveva dei problemi con la matematica, però poi ha tirato fuori l'equazione di Campo: http://it.wikipedia.org/wiki/Equazione_di_campo_di_Einstein.
Posso chiedere per esempio @Red Hanuman (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=9) e @Enrico C. (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=2649) cosa significa "soluzioni dell'equazione di campo".

L'equazione di campo è una equazione tensoriale. Essa si riduce ad un insieme di equazioni differenziali alle derivate parziali. Una soluzione dell'equazione di campo è una funzione che verifica tutto l'insieme delle equazioni differenziali alle derivate parziali. Si tratta di soluzioni del genere di geometria differenziale.
Questo significa che, come ogni soluzione di una equazione, se sostituisci la soluzione nell'equazione di campo, essa sarà verificata (primo membro eguaglia il secondo).

[Enrico Corsaro]

Dimenticavo di dire...le soluzioni sono sempre date da particolari condizioni al contorno, ovvero vincoli sui parametri, necessari per risolvere le equazioni differenziali. Ad es., una possibile condizione al contorno per l'Universo standard è quella di isotropia e omogeneità.

[Gaetano M.]

Dimenticavo di dire...le soluzioni sono sempre date da particolari condizioni al contorno, ovvero vincoli sui parametri, necessari per risolvere le equazioni differenziali. Ad es., una possibile condizione al contorno per l'Universo standard è quella di isotropia e omogeneità.
Troppe variabili:biggrin:
Anche il B.B. è una soluzione? Con quali condizioni e perchè Enrico non crede al B.B.

[Enrico Corsaro]

Troppe variabili:biggrin:
Anche il B.B. è una soluzione? Con quali condizioni e perchè Enrico non crede al B.B.

Il BB e' una soluzione dell'equazione di Friedmann. Avevo già spiegato la cosa in un thread precedente. Se lo trovo te lo passo!

[Enrico Corsaro]

Gaetano M. ecco il post che ti dicevo sul BB
http://www.astronomia.com/forum/showthread.php?8807-t-zero