L’informazione può davvero attraversare l’orizzonte degli eventi?
La fisica quantistica e l’astrofisica si incontrano in una delle teorie più affascinanti degli ultimi tempi: un osservatore nascosto all’interno di un buco nero potrebbe, in determinate condizioni, intercettare segnali quantistici provenienti dall’esterno. Questa ipotesi mette in discussione uno dei fondamenti dell’astrofisica moderna: l’assoluta inaccessibilità dell’interno di un buco nero.
L’esperimento mentale tra Alice, Bob… e un buco nero
Alla base dello studio c’è un thought experiment tipico della fisica teorica. I ricercatori hanno immaginato una situazione in cui due soggetti, Alice e Bob, condividono una particella quantistica (ad esempio un fotone entangled), ma vengono separati dall’orizzonte degli eventi di un buco nero.
Alice resta all’esterno, mentre Bob oltrepassa il punto di non ritorno. Secondo la meccanica classica, ogni informazione che oltrepassa l’orizzonte viene persa per sempre. Tuttavia, la meccanica quantistica cambia le carte in tavola.
L’intercettazione quantistica oltre i limiti della relatività
In questo scenario ipotetico, Bob — nonostante si trovi all’interno del buco nero — sarebbe in grado di ricevere informazioni dallo stato quantistico della particella condivisa con Alice. Questo implica che l’informazione quantistica può, in un certo senso, viaggiare attraverso l’orizzonte degli eventi, sebbene in una sola direzione: dall’esterno verso l’interno.
È importante chiarire: ciò non significa che un segnale possa uscire da un buco nero, ma piuttosto che lo stato quantistico all’esterno può essere influenzato o “leakato” verso l’interno. Questo va oltre la relatività generale, che considera il buco nero come una prigione senza via di comunicazione.
Cosa rivela questo paradosso sulla natura dello spazio-tempo?
L’esperimento mentale ideato da Daine Danielson e colleghi dell’Università di Chicago nasce dal desiderio di esplorare come la curvatura dello spazio-tempo influenzi le proprietà fondamentali delle particelle quantistiche. Il buco nero diventa quindi un laboratorio estremo per testare i limiti della fisica dell’informazione.
In particolare, si rivela che gli stati quantistici vengono effettivamente “distrutti” o alterati nei pressi dell’orizzonte, non perché siano cancellati in modo assoluto, ma perché vengono rimescolati in modo tale che un osservatore esterno non possa più recuperarli. Questo fenomeno sarebbe coerente con la teoria dell’entropia dei buchi neri, che associa a ogni buco nero una misura della sua “ignoranza” rispetto all’informazione contenuta.
Implicazioni per la teoria dell’informazione e l’unità delle forze
Questa scoperta, puramente teorica, tocca uno dei punti più controversi della fisica moderna: il paradosso dell’informazione del buco nero. Secondo questa idea, se un buco nero distrugge l’informazione, allora si infrange uno dei principi fondamentali della meccanica quantistica: la conservazione dell’informazione.
Quindi, se anche solo una parte dell’informazione quantistica può essere intercettata dall’interno, allora la nostra comprensione del funzionamento di gravità e meccanica quantistica deve essere aggiornata. Forse, come ipotizzano alcune teorie, esiste una connessione profonda tra entanglement e geometria dello spazio-tempo.
Un ponte tra fisica teorica e misteri cosmici
Anche se si tratta ancora di un’ipotesi teorica, lo studio dimostra quanto l’universo sia ancora ricco di sorprese. I buchi neri, spesso considerati entità distruttrici, potrebbero essere in realtà rivelatori di nuove leggi fondamentali.
In un futuro, queste teorie potrebbero influenzare lo sviluppo di tecnologie quantistiche avanzate o addirittura ridefinire le nostre aspettative su cosa sia trasmissibile o conoscibile in un universo dominato da regole che ancora fatichiamo a comprendere pienamente.
