In settimana la pubblicazione dell’articolo Bouncing cosmology inspired by regular black holes da parte del professor J.C.S Neves dell’Instituto del Matemática, Estatística e Computação Científica dell’ Universidade Estadual ha ispirato tanti a riconsiderare e a tornare a parlare di teorie alternative al Big Bang, noi nella notte abbiamo sentito lo scienziato che ci ha spiegato il ruolo dei buchi neri nel suo modello, introducendoci a tanti concetti estremamente interessanti, ma anche leggermente complessi.

Il professor Neves ha tenuto un tono sempre molto divulgativo e ha spiegato punto dopo punto il suo modello che prevede, come ogni big bounce che si rispetti, fasi continue di contrazione e espansione per l’universo.

 

– Quali sono i principali problemi nella teoria del big bang?

Il modello standard della cosmologia è chiamato modello Lambda-Cold-Dark-Matter (Lambda-CDM). In generale per le persone (non specialiste) la teoria è stata nominata come : “big bang”. Per i ricercatori, il big bang è solo la singolarità iniziale e rappresenta il problema più importante nel modello standard.

Perché?

La singolarità iniziale promuove un fallimento nella teoria della gravità di Einstein. La relatività generale è la base della cosmologia moderna e con una singolarità, allo stato primoridiale dell’universo, il modello standard fallisce. Le grandezze fisiche e geometriche nella singolarità iniziale non hanno valori finiti per questo, il big bang inteso come singolaritò è il più grande problema in cosmologia, un qualcosa di impossibile!

– Qual è il ruolo dei buchi neri nella cosmologia del big bounce?

Per risolvere questo problema, sono apparsi modelli di cosmologie che prevedono i rimbalzi (bounce). La singolarità iniziale viene dunque sostituita da un rimbalzo regolare, una transizione tra le fasi di contrazione e di espansione. La relatività generale non soffrirà quindi del problema delle singolarità nelle varie teorie del big bounce.

Se l’universo rimbalza, è possibile supporre l’esistenza di buchi neri nella fase precedente, cioè quella di contrazione. I buchi neri non vanno completamente distrutti dopo il rimbalzo, o almeno le loro onde gravitazionali, per questo una sorta di segnale dai buchi neri, tramite onde gravitazionali può essere rintracciato oggi.

– Quali sono le peculiarità di questo modello?

Cosmologie del genere sono una vecchia idea. Il mio modello, in particolare, risolve il problema della singolarità iniziale introducendo nel modello i buchi neri regolari.

I buchi neri regolari sono senza una singolarità all’interno del loro orizzonte degli eventi.

– Che ruolo ha il tempo nel tuo modello?

Nel mio modello, il tempo ha lo stesso ruolo rispetto al modello standard. È una coordinata nelle equazioni di campo di Einstein. Il tempo non ripristina il suo “flusso” nella fase di contrazione.

– Che cos’è un “fattore di scala” in relatività?

In cosmologia, il fattore di scala misura la variazione del tessuto spazio-temporale. Indica se l’universo si sta espandendo, contraendo o se è statico. È solo una funzione nelle soluzioni delle equazioni di Einstein. Nel modello standard, il fattore di scala dipende dal tempo. Nel mio modello, dipende dal tempo e dalla scala cosmologica.

A causa di una diversa concezione del fattore di scala, il mio modello potrebbe descrivere il nostro universo in diversi modi. Sappiamo che per le scale di grandi dimensioni, l’universo è quasi omogeneo mentre per le più piccole è disomogeneo.

Questa caratteristica è osservativa e il modello standard non la descrive a a differenza dal modello che prevede il bounce.

Dove si potrebbero trovare le prove concrete della tua teoria?

Come ho detto, per mezzo dei buchi neri si potrebbe trovare la prova di una fase precedente, uno strumento chiave sono le annesse onde gravitazionali prodotte dalla contrazione dell’universo.

Gianluigi Marsibilio