sabato 16 marzo 2013

IV) Il collasso totale gravitazionale e l'insussistente simmetria sferica del "buco nero"

Scrive Wald, nel testo già citato*: "Che cosa succede, invece, quando la massa del nucleo supera il doppio della massa solare, oppure quando la velocità di implosione è troppo grande per potersi fermare, anche se la massa è inferiore a due masse solari, oppure quando altra massa cade su una stella di neutroni -o su una nana bianca- e porta la massa totale a superare il valore critico che permette la stabilità?"

Si tratta del collasso totale gravitazionale, su cui è fondamentale avere un'esatta comprensione, anche per l'importanza che questo fenomeno assume in relazione al big bang. Ne abbiamo già anticipato una conseguenza logica: se si ipotizza, come fanno i relativisti, che possa esistere un collasso estremo che annienta la materia, allora anche il big bang non potrebbe fare a meno di annientare la materia, il che è assurdo.

La teoria della relatività si trova in grave imbarazzo, di fronte al fenomeno del collasso gravitazionale estremo. "Purtroppo -scrive Wald- nella relatività generale, l'analisi teorica di ciò che avviene in situazioni generiche durante il collasso gravitazionale -anche tralasciando le complicazioni dovute al comportamento della materia- è assai difficile. E' assai difficile trarre soluzioni esatte dall'equazione di Einstein che descrivono il collasso gravitazionale; gli stessi tentativi di trovare soluzioni approssimate, mediante integrazioni numeriche eseguite con il computer, non hanno avuto esiti brillanti, anche se si tratta di un campo in rapida espansione".

Insomma, anche tralasciando la questione principale, il comportamento della materia, non si riescono a trovare soluzioni, a meno che non si ipotizzi, per semplificare ancora di più la complicata faccenda, una esatta simmetria sferica. Nell'ipotesi di una perfetta simmetria sferica, si parte dal raggio Rs (il raggio di Schwarzschild), il cui valore è
                      
                                             Rs = 2GM/c2

perciò Rs dipende dalla massa del corpo; così, ad esempio, per un corpo di massa pari a quella solare, esso sarà di circa 3 km. Quando inizia il collasso gravitazionale il raggio del corpo è notevolmente maggiore di Rs, ma col procedere del collasso, R decresce rapidamente fino ad eguagliare Rs. A questo punto, la superficie esterna del corpo diventa una "superficie intrappolata", dalla quale non può uscire neppure la materia più veloce, la luce. Il campo gravitazionale è talmente intenso che i raggi luminosi diretti verso l'esterno [se potessero ancora esistere] ricadrebbero sulla "superficie intrappolata". E fin qui, nulla di nuovo rispetto al modo di vedere dei newtoniani.

E' la teoria della relatività che aggiunge qualcosa di nuovo e strano: se, nel momento in cui R=Rs, tanto la densità della materia quanto la "curvatura dello spazio-tempo" sono ancora finite, al contrario, ammettendo che il collasso proceda (cosa di cui si potrebbe anche dubitare, ma che i fisici relativistici danno per scontata), si assiste alla "caduta nella singolarità". Per Wald: "Entro breve tempo, dell'ordine di 10^-8s per un corpo avente una massa uguale a quella solare, il raggio del corpo va a zero (sic!) e crea una singolarità che ricorda quella del big bang e che ha densità e curvatura spazio-temporale infinita (sic!)".

A queste conclusioni si possono fare almeno due obiezioni. La prima: che cosa mai può rappresentare fisicamente una singolarità di raggio zero e di densità e curvatura spazio-temporale infinita? Assolutamente nulla! La seconda: chi stabilisce che un collasso possa superare il limite di R=Rs, per procedere verso un irreale R=0, invece di risolversi in una reale esplosione che proietti all'esterno gran parte della materia nella forma di energia repulsiva, così da produrre un nuovo equilibrio?

"Spesso
-scrive Wald- viene chiesto se lo stesso universo -e in particolare il modello di universo chiuso che si contrae dopo l'espansione- non possa essere un buco nero. In effetti c'è un'analogia tra il comportamento di un corpo che subisce un un completo collasso gravitazionale e il collasso dell'intero universo". Altro che semplice analogia! Si tratta proprio della medesima cosa, solo su scale dimensionali del tutto differenti.

Ma egli ritiene che esista un'altra differenza essenziale che esclude l'applicazione del concetto "di buco nero" all'universo: ossia che "l'intero concetto di buco nero richiede l'esistenza di una regione spazio-temporale esterna al buco nero, ossia la regione asintoticamente piatta descritta sopra; altrimenti l'affermazione che "niente può uscire" è banale. Così, il concetto di buco nero non si può applicare all'universo nel suo complesso senza perdere di significato".

Questa giustificazione, addotta da Wald, si fonda principalmente sulla locuzione "niente può uscire" dal buco nero, che ha senso solo se si ammette l'esistenza di uno spazio esterno. Se, quindi, perde di significato, in relazione all'universo nel suo complesso, è solo perché, come vedremo, i fisici relativistici concepiscono il big bang, ossia la singolarità che origina l'universo, come tutto l'universo-cosmo esistente. Fuori del big bang, per loro, non esiste alcuno spazio, alcuna regione esterna. Di conseguenza l'espansione dell'universo non va intesa come espansione della materia nel cosmo vuoto e freddo, ma significa espansione contemporanea della materia e dello spazio cosmico, prima inesistenti.

Ma il punto fondamentale che smaschera il carattere fittizio della concezione relativistica dei buchi neri è l'ipotesi ideale del collasso sferico. Ora Wald, come tutti i fisici relativistici, sa molto bene che il collasso non sferico è un' ipotesi "più realistica". Purtroppo, però, egli dice, non si è ancora "trovata una relazione analitica diretta al problema del collasso non sferico. Perciò bisogna ricorrere a teoremi generici e, purtroppo, a congetture su ciò che si verifica". Non potendo conoscere un fenomeno ponendo presupposti realistici, ci si accontenta di un falso presupposto, e se poi le conseguenze matematiche sono catastrofiche, invece di concludere che per quella via non si ricava niente di buono, i signori fisici vanno avanti, pretendendo di imporre alla materia il loro falso presupposto.

E così, se il falso presupposto della perfetta simmetria sferica dà luogo, matematicamente, alla singolarità spazio-temporale, essi prendono questo risultato e lo generalizzano arbitrariamente, come fa Wald nel seguente passo: "la prima domanda che possiamo rivolgerci è la seguente: un collasso gravitazionale produrrà sempre una singolarità spazio-temporale? La risposta è affermativa (sic!)". Basta "che lo spazio-tempo possegga una superficie intrappolata" e che la realtà non si discosti troppo dalla simmetria sferica, ecc. Il fatto è che, purtroppo per i fisici relativistici, stelle di neutroni e buchi neri non possono non aver ereditato dal collasso un rapidissimo movimento rotatorio sul proprio asse, ciò che costringe la materia alla forma di un disco molto appiattito: lo spinar

Molti, ancora oggi, sono i fisici che chiudono gli occhi di fronte alla banale realtà, altrimenti dove andrebbero a finire tutte le loro successive, intriganti ipotesi attorno alle singolarità spazio-temporali, che eccitano la loro fantasia? Secondo Wald, ad esempio, avuta "così l'assicurazione (sic!) dell'esistenza di una singolarità spazio-temporale, restano due possibilità: 1) o la singolarità è contenuta entro una regione del tipo buco nero, come nel caso sferico, oppure 2) è possibile, in linea di principio, che un osservatore si avvicini quanto vuole alla singolarità spazio-temporale e possa far ritorno a punti assai distanti dalla singolarità. Se è valida la seconda alternativa, si dice che la singolarità è "nuda"."

Da questo momento occorre trattenersi per non scoppiare a ridere, come di fronte al "re nudo" della favola. "Singolarità nuda", "censore cosmico" (poteva mancare un censore contro la nudità?), "buchi neri eccitati", ecc. possono essere considerati solo come prodotti di menti morbose, e se, poi, vengono applauditi come prodotti di alta moda, è solo perché i sarti della fisica sono come quelli della favola: non sanno produrre altro che finzioni.

Ma bisogna ringraziare ugualmente Wald per la seguente affermazione che smaschera la fisica relativistica dei buchi neri, anche se in maniera indiretta e ingenua: "Sulla base di ciò che abbiamo detto finora si tratta di un'ipotesi molto ragionevole [questa poi!]. Risulta vera nel caso della simmetria sferica. Perché la situazione dovrebbe essere diversa nel caso non sferico? Per seconda cosa, se l'ipotesi fosse falsa, i fisici dovrebbero mettersi le mani nei capelli" . Riteniamo che proprio questa sia la vera ragione per cui i fisici da tempo sostengono l'assurda teoria relativistica dei buchi neri: non vogliono strapparsi i capelli per la disperazione.

* Robert M. Wald, "Teoria del big bang e buchi neri" (1980).

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Tratto da "Il caso e la necessità - L'enigma svelato - Volume Secondo  Fisica" (1993-2002) Inedito

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