I fisici hanno appena pubblicato le istruzioni passo dopo passo per costruire un wormhole

Tutti vogliono un wormhole. Voglio dire, chi vuole prendersi la briga di percorrere le strade lunghe e lente dell’universo, impiegando decine di migliaia di anni solo per raggiungere l’ennesima stella noiosa? Non quando si può entrare nel wormhole più vicino, fare una breve passeggiata e finire in qualche esotico angolo remoto dell’universo.

C’è una piccola difficoltà tecnica, però: I wormhole, che sono curve nello spazio-tempo così estreme da formare un tunnel di scorciatoia, sono catastroficamente instabili. Non appena si invia un singolo fotone lungo il buco, esso collassa più velocemente della velocità della luce.

Ma un recente articolo, pubblicato sulla rivista arXiv il 29 luglio, ha trovato un modo per costruire un wormhole quasi stabile, che collassa ma abbastanza lentamente per inviare messaggi – e potenzialmente anche cose – prima che si distrugga. Tutto ciò che serve sono un paio di buchi neri e alcune stringhe cosmiche infinitamente lunghe.

Easy-peasy.

Il problema dei wormhole

In linea di principio, costruire un wormhole è abbastanza semplice. Secondo la Teoria della Relatività Generale di Einstein, la massa e l’energia deformano il tessuto dello spazio-tempo. E una certa configurazione speciale di materia ed energia permette la formazione di un tunnel, una scorciatoia tra due porzioni di universo altrimenti distanti.

Related: 8 modi in cui puoi vedere la teoria della relatività di Einstein nella vita reale

Purtroppo, anche sulla carta, questi wormhole sono incredibilmente instabili. Anche un singolo fotone che passa attraverso il wormhole innesca una cascata catastrofica che fa a pezzi il wormhole. Tuttavia, una sana dose di massa negativa – sì, è materia ma con un peso opposto – può contrastare gli effetti destabilizzanti della materia normale che cerca di passare attraverso il wormhole, rendendolo attraversabile.

OK, la materia con massa negativa non esiste, quindi abbiamo bisogno di un nuovo piano.

Cominciamo con il wormhole stesso. Abbiamo bisogno di un’entrata e di un’uscita. È teoricamente possibile collegare un buco nero (una regione di spazio dove nulla può uscire) a un buco bianco (una regione teorica di spazio dove nulla può entrare). Quando queste due strane creature si uniscono, formano una cosa nuova di zecca: un wormhole. Quindi si può saltare in una delle due estremità di questo tunnel e invece di essere schiacciati nell’oblio si esce innocuamente dall’altra parte.

Oh, ma neanche i buchi bianchi esistono. Amico, sta diventando complicato.

Carica

Siccome i buchi bianchi non esistono, abbiamo bisogno di un nuovo piano. Fortunatamente, un po’ di matematica intelligente rivela una possibile risposta: un buco nero carico. I buchi neri possono trasportare una carica elettrica (non è comune a causa del modo in cui si formano naturalmente, ma prendiamo quello che possiamo ottenere). L’interno di un buco nero carico è un posto strano, con la normale singolarità puntiforme di un buco nero allungata e distorta, che gli permette di formare un ponte con un altro buco nero di carica opposta.

Voilà: un wormhole, usando solo cose che potrebbero esistere davvero.

Ma questo wormhole-via- buchi neri carichi ha due problemi. Uno, è ancora instabile, e se qualcosa o qualcuno cerca davvero di usarlo, cade a pezzi. L’altro è che i due buchi neri caricati in modo opposto saranno attratti l’uno dall’altro – sia attraverso le forze gravitazionali che elettriche – e se cadono insieme si ottiene solo un unico, grande buco nero neutralmente carico e del tutto inutile.

Metterci un fiocco cosmico

Per far funzionare il tutto dobbiamo assicurarci che i due buchi neri carichi stiano al sicuro l’uno dall’altro, e che il tunnel del wormhole possa mantenersi aperto. Una potenziale soluzione: le stringhe cosmiche.

Le stringhe cosmiche sono difetti teorici, simili alle crepe che si formano quando il ghiaccio si congela, nel tessuto dello spazio-tempo. Questi avanzi cosmici si sono formati nei primi, inebrianti giorni delle prime frazioni di secondo dopo il Big Bang. Sono oggetti veramente esotici, non più larghi di un protone ma con un solo centimetro della loro lunghezza che supera il monte Everest. Non vorresti mai incontrarne uno, perché ti taglierebbero a metà come una spada laser cosmica, ma non devi preoccuparti molto, perché non siamo nemmeno sicuri che esistano, e non ne abbiamo mai visto uno là fuori nell’universo.

Ancora, non c’è motivo per cui non possano esistere, quindi sono un gioco lecito.

Hanno un’altra proprietà molto utile quando si tratta di wormhole: una tensione enorme. In altre parole, non gli piace proprio essere spinti. Se si infila il wormhole con una corda cosmica, e si permette alla corda di passare lungo i bordi esterni dei buchi neri e di estendersi da entrambe le estremità fino all’infinito, allora la tensione della corda impedisce ai buchi neri carichi di essere attratti l’uno dall’altro, tenendo le due estremità del wormhole lontane l’una dall’altra. Essenzialmente, le estremità lontane della stringa cosmica agiscono come due squadre opposte di tiro alla fune, trattenendo i buchi neri.

Calmare i tremori

Una stringa cosmica risolve uno dei problemi (tenere le estremità aperte), ma non impedisce al wormhole stesso di collassare se lo si dovesse effettivamente usare. Quindi, buttiamo dentro un’altra stringa cosmica, sempre infilando il wormhole, ma anche facendolo passare attraverso lo spazio normale tra i due buchi neri.

Quando le stringhe cosmiche sono chiuse in un anello, si muovono – molto. Queste vibrazioni agitano il tessuto stesso dello spazio-tempo intorno a loro, e quando sono sintonizzate nel modo giusto, le vibrazioni possono far sì che l’energia dello spazio nelle loro vicinanze diventi negativa, agendo effettivamente come massa negativa all’interno del wormhole, potenzialmente stabilizzandolo.

Sembra un po’ complesso, ma nel recente articolo, un team di fisici teorici ha dato istruzioni passo dopo passo per costruire un wormhole di questo tipo. Non è una soluzione perfetta: Alla fine le vibrazioni intrinseche delle stringhe cosmiche – le stesse che potrebbero tenere aperto il wormhole – allontanano l’energia, e quindi la massa, dalla stringa, rendendola sempre più piccola. In sostanza, nel tempo le stringhe cosmiche si dimenano fino all’oblio, con il collasso completo del wormhole non molto lontano. Ma il wormhole, che è stato un po’ pasticciato, può rimanere stabile abbastanza a lungo da permettere ai messaggi o anche agli oggetti di viaggiare lungo il tunnel e non morire, il che è bello.

But first we need to find some cosmic strings.

Paul M. Sutter is an astrophysicist at The Ohio State University, host of Ask a Spaceman and Space Radio, and author of Your Place in the Universe.

• 9 Ideas About Black Holes That Will Blow Your Mind
• Interstellar Space Travel: 7 Futuristic Spacecraft to Explore the Cosmos
• Science Fact or Fiction? The Plausibility of 10 Sci-Fi Concepts

Originally published on Live Science.