Sunday, 18 Nov 2018

I lampi di raggi gamma emessi dai buchi neri in formazione potrebbero generare zone a “tempo inverso”

Quando una stella massiccia collassa in un buco nero, emette un segnale brillantissimo sotto forma di raffiche di raggi gamma. Ora, gli scienziati hanno notato qualcosa di molto particolare su quei lampi: sembrano invertire il tempo.

Secondo un nuovo studio pubblicato il 13 agosto su The Astrophysical Journal, le splosioni di lampi di raggi gamma emesse da una stella che sta collassando trasformandosi in un buco nero provocherebbero un’inversione temporale. Gli astronomi hanno notato che l’onda luminosa provocata dall’esplosione di raggi gamma viene emessa dalla stella in un modo e poi inviata nuovamente nell’ordine opposto.

Secondo gli autori dello studio, non è chiaro cosa provochi questi lampi di raggi gamma a tempo inverso, ma hanno aggiunto che la fisica attorno ai buchi neri è così strana che nulla può essere escluso.

Le esplosioni di raggi gamma sono tra le esplosioni a più alta energia rilevate nell’universo, capaci di luminosità superiori di un milione di miliardi superiori a quella del sole, secondo la NASA.

” Le esplosioni di raggi gamma sono le più luminose conosciute in natura e producono più energia di qualsiasi altra cosa che emetta luce, ha detto l’autore principale dello studio Jon Hakkila, astrofisico e decano associato della Graduate School al College of Charleston in South Carolina.

Quando due stelle di neutroni si scontrano, emettono brevi lampi di raggi gamma mentre formano un buco nero. Le supernovae, o esplosioni stellari, producono esplosioni di raggi gamma più lunghe mentre le stelle morenti collassano in buchi neri. Per entrambi i tipi di raffiche di raggi gamma, “la maggior parte della loro energia arriva sotto forma di impulsi” ha spiegato Hakkila.

In pratica Hakkila ha scoperto che “l’impulso esaminato in realtà presentava alcuni piccoli segni di lato“, ha detto. Ogni impulso, hanno scoperto i ricercatori, aveva tre picchi distinti in cui la luce aumentava e poi diminuiva di intensità un paio di volte per ogni impulso.

Quando gli scienziati hanno riesaminato i dati si sono accorti che la struttura di questi picchi appariva come un riflesso in uno specchio: le parti degli impulsi che uscivano per prime, uscivano per ultime nelle pulsazioni successive.

Osservando sei delle raffiche di raggi gamma più brillanti rilevate dal Compton Gamma Ray Observatory della NASA come parte del Burst e Transient Source Experiment negli anni ’90, il team ha scoperto che le raffiche di impulsi contenevano segnature luminose a tempo limitato. In altre parole, “tutti hanno questa caratteristica di luminosità che fluttua e poi si inverte e va indietro nel tempo“, ha detto Hakkila. “Questo è vero sia per le esplosioni di raggi gamma di breve durata che per quelle a vita lunga“, ha detto Hakkila.

Per capirci, se metti su “on” tre interruttori che accendono una lampadina, lo farai secondo una sequenza: A, poi B, poi C. Per sspegnerli, però, seguirai la sequenza inversa, prima C, poi B, poi A.

Per capire se fosse davvero così, i ricercatori hanno preso l’intero segnale, lo hanno allungato e l’hanno piegato a metà strada sovrapponendo la prima metà invertita sulla seconda: il processo di “piegatura” ha allineato la fase di crescita del segnale con la fase di calo. Le due estremità hanno dimostrato di allinearsi perfettamente.

Un burst di raggi gamma rappresenta la formazione di un buco nero, e accadono cose molto strane sia nello spazio che nel tempo e nel rapporto tra spazio e tempo nelle vicinanze di un buco nero“, ha spiegato Hakkila. Anche se l’esplosione non è probabilmente un “momento di inversione mediato dalla radiazione, non possiamo escludere alcun tipo di stranezza“.

Una spiegazione più probabile potrebbe venire dal vedere come un’onda esplosiva si muove attraverso la materia. Quando una stella esplode, una grande onda d’esplosione si sposta verso l’esterno attraverso la materia, illuminandola mentre si propaga. Per prima cosa, illumina il gruppo A, quindi il gruppo B, quindi il gruppo C. Per provocare il segnale a inversione di orario, l’onda dovrebbe in qualche modo tornare indietro attraverso questi gruppi in ordine inverso.

“Posso pensare a solo due ragioni per cui succede questo: o l’onda colpisce una sorta di superficie riflettente, simile a uno specchio, che riflette l’onda d’urto all’indietro, oppure avviene una distribuzione delle radiazioni talmente bizzarra che non ha senso usare la fisica ordinaria. Capire questo processo potrebbe far luce su come le stelle muoiono”. ha concluso Hakkila.

Secondo Bing Zhang, professore di astrofisica delle alte energie presso l’Università del Nevada, a Las Vegas, però, il ritrovamento di strutture a inversione temporale si basa sul presupposto che ogni lampo di raggi gamma sia “composto da diversi impulsi ben definiti“, ciascuno con una forma descritta da un’equazione matematica.

Ma la forma e la natura di questi impulsi possono essere più complicate della semplice formula matematica, così che il residuo del triplo picco dell’impulso potrebbe non essere fisicamente reale. “Forse è valida l’ipotesi dello specchio ma, in questo momento, il supporto a questa ipotesi è piuttosto indiretto“, ha detto Zhang a Live Science.

Insomma, una volta di più, man ano che ci avventuriamo nella fisica dei buchi neri il paesaggio diventa sempre più strano, e anche le leggi che lo governano.

Alla fine, potremmo scoprire che dai buchi neri si creano davvero i tunnel di Einstein – Rosen che potrebbero permettere di passare da un punto all’altro dell’universo e, magari, potremmo scoprire che avventurarci nei pressi di un buco nero potremmo incontre un’area dove il tempo si inverte… Chissà, l’universo è ancora pieno di misteri per noi.

Fonte: Live Science.

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