Il documento finale di Stephen Hawking è stato appena pubblicato dai suoi colleghi sulla rivista prestampata arXiv. Il team aveva completato la ricerca pochi giorni prima della morte di Hawking a marzo.
Era il terzo di una serie di articoli che trattava un concetto che Hawking trascorse decenni a meditare: il paradosso delle informazioni sul buco nero. Ecco come va:
I buchi neri sono oggetti estremamente densi che si deformano nello spazio-tempo che possono formarsi quando le stelle si scontrano o le stelle giganti collassano su se stesse. La fisica classica suggerisce che nulla potrebbe sfuggire a un buco nero, nemmeno la luce. Ma negli anni '70, Hawking propose che i buchi neri potrebbero avere una temperatura e che potrebbero fuoriuscire lentamente particelle quantistiche. Questo effetto di "radiazione Hawking" significa che, alla fine, il buco nero evaporerà, lasciando dietro di sé un vuoto che sembrerà lo stesso per ogni buco nero evaporato, indipendentemente da ciò che ha mangiato durante la sua vita.
Questa idea ha posto un problema: durante la sua vita, il buco nero ha ingoiato molte informazioni sotto forma di oggetti celesti, ma dove sono finite quelle informazioni? Le leggi della fisica impongono che nessuna informazione debba essere persa: se in passato esistessero informazioni, dovremmo essere in grado di recuperarle. Quindi, il paradosso.
Nel 2016, Hawking e il suo team hanno proposto che i buchi neri potrebbero avere "peli morbidi" costituiti da fotoni (particelle di luce) o gravitoni (ipotetiche particelle di gravità) che memorizzano almeno alcune di queste informazioni, precedentemente riportato da Live Science. Questi capelli morbidi circondano l '"orizzonte degli eventi" del buco nero - un confine oltre il quale nulla, nemmeno la luce, può sfuggire.
Nel nuovo articolo, Hawking e il suo team hanno trovato un meccanismo - che si basa su ipotesi non ancora dimostrate - per contare la quantità di informazioni che i peli morbidi possono trasportare. "Era d'accordo con la famosa formula ora iscritta sulla lapide di Stephen", ha detto l'autore senior Andrew Strominger in Live Science in una e-mail. La formula a cui si riferisce è nota come "equazione di Hawking" e descrive come i buchi neri emettono radiazioni di Hawking.
Quando un buco nero ingoia un oggetto, la sua temperatura dovrebbe cambiare, il che significa che anche la sua entropia - o il disordine delle sue particelle - deve cambiare (temperature più alte significano che le particelle si muovono più rapidamente, il che significa più disordine). Nel nuovo studio, Hawking e i suoi colleghi hanno dimostrato che i "capelli morbidi" possono effettivamente registrare l'entropia di un buco nero, secondo The Guardian.
Un altro dei colleghi di Hawking, Malcolm Perry, professore di fisica teorica all'Università di Cambridge, ha detto a The Guardian che il defunto fisico "conosceva il risultato finale" del lavoro prima di morire e che quando Perry glielo spiegò alcuni giorni prima, "ha semplicemente prodotto un sorriso enorme".
C'è ancora molto da sapere su come questi peli morbidi immagazzinino informazioni e se immagazzinino tutte o solo alcune delle informazioni divorate da buchi neri.
"Questo è un progresso eccellente, ma abbiamo ancora molto lavoro da fare", ha detto Strominger.
