I mini buchi neri potrebbero formare atomi gravitazionali

C'è una differenza significativa tra i buchi neri astrofisici e quelli primordiali. I primi si verificano quando enormi stelle collassano per creare una regione dello spazio in cui la gravità è così forte che nulla può sfuggire (motivo per cui sono nere).

E sono enormi. Si pensa che quello che si trova al centro della nostra galassia sia circa 4 milioni di volte più massiccio del Sole.

Al contrario, i buchi neri primordiali sono minuscoli, con masse misurate in tonnellate. Gli astrofisici ritengono che questi oggetti debbano essersi formati in gran numero durante il Big Bang. Pensano anche che i buchi neri primordiali evaporino lentamente, scomparendo infine in uno sbuffo di potenti raggi gamma.

Tuttavia, nessuno ha visto in modo definitivo la morte di un buco nero primordiale, lasciando aperta la possibilità che stia succedendo qualcos'altro.

Così oggi, Pace VanDevender ai Sandia National Labs e Aaron VanDevender hanno proposto un'idea alternativa. Forse i buchi neri primordiali non evaporano. Invece, questi oggetti interagiscono con le particelle vicine per formare l'equivalente gravitazionale degli atomi.

È un'idea interessante (e certamente non più folle di quanto i cosmologi di solito contemplino). Normalmente, la gravità è così debole che può essere effettivamente ignorata su scala atomica. Ma questo non è il caso dei mini buchi neri, che dovrebbero generare forze in grado di intrappolare gli atomi in orbita attorno a loro.

Ciò solleva immediatamente la grande paura associata ai buchi neri: che consumino tutta la materia sul loro cammino mentre crescono rapidamente in mostri mangiatori di pianeti. Questi mini buchi neri non risucchieranno semplicemente gli atomi vicini nell'oblio?

I VanDevenders dicono che questo è improbabile. E fanno una pugnalata piuttosto convincente nello spiegare perché. La loro argomentazione è simile a quella utilizzata da Planck e altri per sviluppare la teoria dell'atomo all'inizio del secolo scorso.

Il problema allora era che, nelle teorie classiche, un elettrone in orbita attorno a un atomo doveva entrare a spirale nel nucleo. Quindi, in teoria, gli atomi non dovrebbero esistere.

La nuova teoria della meccanica quantistica ha risolto questo problema introducendo l'idea di quantizzazione in cui la probabilità che l'elettrone venga assorbito dal nucleo non è impossibile ma irrimediabilmente piccola.

I VanDevender dicono che una situazione simile dovrebbe esistere per i buchi neri primordiali, a condizione che siano abbastanza piccoli. Questi oggetti devono avere un campo gravitazionale abbastanza potente da attrarre oggetti come atomi neutri in orbita intorno a loro. Ma devono anche avere un raggio così piccolo che le possibilità che l'atomo in orbita incontri il buco nero sono estremamente ridotte.

I VanDevender affermano che questo dovrebbe essere vero per i buchi neri con una massa significativamente inferiore a poche centinaia di miliardi di chilogrammi. E continuano a fornire uno studio dettagliato di alcune delle proprietà di questi atomi gravitazionali.

Ad esempio, alcuni buchi neri saranno così piccoli che l'energia termica delle particelle vicine supererà facilmente l'attrazione gravitazionale. Questi buchi neri disperdono la materia ma non possono legarla in gusci. Apparentemente, i buchi neri che potrebbero formarsi in esperimenti come l'LHC rientrano in questa categoria.

Tuttavia, i mini buchi neri più grandi, da 10 a 1000 tonnellate, possono intrappolare atomi neutri e quindi dovrebbero essere circondati da gusci di atomi come silicio o ferro.

Questi oggetti dovrebbero essere rilevabili mentre colpiscono la Terra. I VanDevenders calcolano che un tale atomo gravitazionale verrebbe privato dei suoi atomi orbitanti mentre attraversava la Terra, creando emissioni di radiofrequenza.

Pertanto, una ricerca di segnali elettromagnetici da atomi equivalenti gravitazionali dovrebbe concentrarsi su sorgenti RF in rapido movimento e non identificate nello spazio che circonda la Terra, dicono.

È qualcosa che potremmo cercare ora con relativa facilità. Potrebbero anche esistere dati esistenti che potrebbero porre limiti alla possibilità che esistano atomi gravitazionali.

Probabilmente vale la pena dare un'occhiata a qualcuno.

Rif: arxiv.org/abs/1105.0265 : Struttura e assorbimento di massa di ipotetici buchi neri terrestri

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