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I fisici tedeschi stanno esplorando la possibilità di tunnel spazio-temporali
© Università di Oldenburg

I vermi svolgono un ruolo importante in molti film di fantascienza, spesso a breve distanza tra punti distanti nello spazio. Ma in fisica, questi tunnel dello spazio-tempo sono stati finora puramente ipotetici. Un team internazionale di studiosi guidato dal Dr. José Luis Blásquez Salcedo dell’Università di Oldenburg ha presentato un nuovo modello teorico in Physical Review Letters in cui i vermi microscopici non sembrano più belli come le teorie precedenti.

I vermi, come l’abisso nero, apparvero nella teoria della relatività generale di Einstein pubblicata nel 1916. Un’importante ipotesi di questa teoria dichiara che l’universo è quadridimensionale: le tre dimensioni dello spazio e la quarta dimensione del tempo. Insieme, formano lo spaziotempo che oggetti massicci, come le stelle, possono deformare, come una coperta di gomma convessa sotto una sfera di metallo. La curvatura dello spaziotempo determina il modo in cui si muovono gli oggetti al suo interno, come veicoli spaziali e pianeti, oltre alla luce.

“In teoria, lo spazio-tempo può essere curvato senza oggetti enormi”, afferma Blazquez Salcedo, che si è trasferito all’Università Complutense di Madrid, in Spagna. In questo scenario, il wormhole sarebbe una regione spazio-temporale molto curva, che ricorda due percorsi interconnessi che collegano due punti dello spazio non uniformemente distanti attraverso un tunnel.

Inoltre, tale assenzio sarà instabile. Ad esempio, se un’astronave vi volasse dentro, crollerebbe in un abisso nero, un oggetto in cui la materia sarebbe nascosta per sempre. Verrà disconnesso da un altro sito. In forme di realizzazione precedenti, era possibile mantenere aperto un wormhole solo con l’aiuto di un materiale di massa negativa, vale a dire che pesava meno di niente e solo teoricamente presente.

Tuttavia, Blázquez-Salcedo e colleghi Dr. Christian Noll dell’Università di Oldenburg e Eugene Rado dell’Università di Aveiro in Portogallo dimostrano con il loro modello che un wormhole può essere attraversato senza una tale sostanza.

I ricercatori hanno scelto un approccio “quasi classico” relativamente semplice. Hanno combinato gli elementi della relatività e della teoria quantistica con la teoria elettrodinamica classica. Nel loro modello, la materia di alcune particelle elementari, come gli elettroni con la loro carica, deve passare attraverso il wormhole. Per descriverlo matematicamente, hanno scelto l’equazione di Dirac, una formula che descrive la funzione di densità di probabilità delle particelle secondo la teoria quantistica e la relatività come il cosiddetto campo di Dirac.

Come scrivono i fisici nell’articolo, è l’inclusione del campo di Dirac nel modello che consente a un wormhole di passare attraverso la materia se il rapporto tra carica elettrica e massa del wormhole supera una certa soglia. Oltre alla materia, segnali come le onde elettromagnetiche possono attraversare tali piccoli tunnel dello spazio-tempo. È possibile che i microscopici wormhole ipotizzati dal team non siano adatti per i viaggi interstellari. Inoltre, questo modello necessita di ulteriori perfezionamenti per vedere se tali strutture insolite potrebbero esistere. “Riteniamo che i worm possano essere trovati in un modello completo”, afferma Blázquez-Salcedo.

Università di Oldenburg / scitechdaily.com
Nuoroda: “Transient Wormholes in Einstein-Dirac-Maxwell Theory” di José Luis Blazquez-Salcedo, Christian Noll e Eugene Radu, 9 marzo 2021, Physical Review Letters
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.126.101102