C E R N
10 SETTEMBRE 2008:
CONTO ALLA ROVESCIA

PER LA FINE DEL MONDO?

E se bastasse un laboratorio ben attrezzato e la curiosità di qualche ricercatore per produrre un buco nero?
Presso il CERN di Ginevra infatti è in costruzione un acceleratore di particelle, detto Large Hadron Collider (LHC) che, quando entrerà in funzione (ufficialmente il 10 settembre 2008), potrebbe permettere di approfondire la conoscenza teorica delle condizioni di pressione e densità estreme che si verificano in prossimità dei buchi neri, oltre che nei primi istanti di vita dell'universo.

Stephen Hawking, il più grande esperto al mondo di buchi neri, ipotizza che ci sia una probailità di 1 su 20 di creare in questo modo dei mini buchi neri, del diametro di pochi micron (la miliardesima parte del metro), in grado di evaporare spondaneamente pochi attimi dopo la loro creazione.
Viste le energie in gioco, raggiunte dall’universo solo nei suoi primissimi istanti della sua esistenza, un trilionesimo di secondo dopo il Big Bang, Hawking e gli altri scienziati ritengono assolutamente possibile che si possano creare buchi neri all'interno di LHC, al ritmo di uno al secondo.

Come funziona?

Il Large Hadron Collider, LHC, il più potente acceleratore di particelle mai realizzato, quando entrerà in funzione sarà in grado di far scontrare adroni, cioè protoni e antiprotoni, accelerati alla velocità della luce fino a raggiungere energie di 7 TeV. In altri termini, ciascuno dei due fasci di adroni che ruotano nell'anello di LHC in senso opposto avrà un’energia di circa 350 Megajoule (350 milioni di joule), la stessa di un Eurostar da 400 tonnellate che viaggia a 200 chilometri all'ora, sufficiente nel nostro mondo macroscopico a far fondere di colpo mezza tonnellata di piombo.
La differenza, nel mondo ultramicroscopico delle particelle, è che questa energia viene confinata in dimensioni infinitesime.
Qualsiasi corpo può diventare un buco nero, se si ha la possibilità di comprimere la sua massa a livelli inverosimili: la Terra dovrebbe occupare lo spazio di una biglia e anche un essere umano (o ciò che ne resterebbe) potrebbe avere questa sorte, se la sua massa venisse ridotta nella dimensione di un elettrone.

La prospettiva di creare buchi neri in laboratorio, tuttavia, non era mai stata presa in considerazione fino a pochi anni fa. Si riteneva che per creare mini buchi neri in un acceleratore occorresse una massa non inferiore a 10 microgrammi, quella di un granello di polvere. Ma per crearla attraverso lo scontro di particelle sarebbe stata necessaria un’energia di 10 milioni di miliardi di Teraelettronvolt, ottenibile solo in acceleratori grandi come tutta la Via Lattea.
Quindi, nessuno, giustamente, si preoccupava di una simile eventualità. Ma le nuove teorie sull’esistenza di altre dimensioni nell'universo, rivelabili solo a piccolissima scala, fanno ora ritenere possibile produrre mini buchi neri in acceleratori con energia di alcuni Teraelettronvolt. «I 14 Teraelettronvolt che si sviluppano nel centro di massa–energia di due particelle che si scontrano in LHC possono trasformare l’acceleratore in una fabbrica che produce un buco nero al secondo», confermano i fisici francesi.
E ci si pone allora la domanda: c’è il rischio che questi 86.400 mini buchi neri prodotti ogni giorno possano cominciare a mangiare l’acceleratore un protone dopo l'altro e poi piano piano inghiottire Ginevra, la Svizzera e in ultimo tutto il Pianeta?

Gli ottimisti

Lo stesso Cern, al momento di varare il progetto LHC, ha istituito una commissione di esperti proprio per valutare tutti i possibili rischi legati agli esperimenti che arriveranno a livelli di energia mai raggiunti prima in un laboratorio. E i risultati sono tranquillizzanti. «Abbiamo considerato», dice il rapporto finale della commissione, «tutti gli oggetti potenzialmente pericolosi che potrebbero essere teoricamente prodotti da LHC, fra cui i buchi neri. Non abbiamo trovato alcuna ragione plausibile di rischio». Resta da chiedersi, allora, perché i buchi neri artificiali sarebbero così mansueti.
Stephen Hawking ha la risposta pronta: i mini buchi neri vivrebbero al massimo per un centomilionesimo di miliardesimo di miliardesimo di secondo e poi evaporerebbero senza alcun danno. Sa bene di cosa sta parlando perché la teoria in base alla quale i buchi neri possono evaporare emettendo energia è sua. E risale addirittura agli anni ’70.

È una teoria che ha reso gli scienziati molto più ottimisti sul futuro dell'universo. Prima di allora si riteneva che un buco nero avrebbe continuato a divorare la materia intorno a sé, aumentando sempre più le proprie dimensioni, fino a che nell’universo non sarebbe rimasto più nulla da mangiare. Il cosmo si sarebbe trasformato in un solo, enorme buco nero.
La possibilità di evaporare, invece, non solo rende i buchi neri più «umani», soggetti anch’essi alla vita e alla morte, ma allontana l’eventualità che quelli creati in laboratorio possano fare danni. E comunque, spiega Massimo Giovannini, fisico teorico del Cern, «le energie raggiunte da LHC non sono sufficienti alla formazione di buchi neri stabili».
C’è quindi, secondo lo scienziato, una «barriera di protezione» fisica che LHC non è in grado di sfondare. «Noi fisici», prosegue Giovannini, «siamo tutti convinti della teoria di Hawking.
Il fenomeno che conduce all'evaporazione dei buchi neri si fonda sulla nostra conoscenza della Relatività Generale e della Meccanica quantistica e in questo senso possiamo dire che l’evaporazione dei buchi neri è una certezza». Le teorie scientifiche, così, sdrammatizzano.
Ma paradossalmente, la creazione dei mini buchi neri in LHC sarà proprio il mezzo per capire se queste teorie funzionano. E anche molto di più.

Per questo gli scienziati sono così eccitati. Per la prima volta si potrebbe dimostrare sperimentalmente la teoria della gravità quantistica, dato che i mini buchi neri sarebbero le più piccole strutture possibili nello spazio–tempo, tali da permettere il verificarsi degli effetti della gravità quantistica, teoria che molti considerano come l'unica che potrà condurre all’unificazione delle quattro forze fondamentali della natura. Per la fisica sarebbe un traguardo eccezionale.

I disfattisti

"Si ipotizza che questi buchi neri sopravvivano pochi istanti, tuttavia," mette in guardia il professor Ernst Krankfurt della Lawson University nel Wisconsin, "esiste la possibilità che una micro-singolarità creata artificialmente assuma uno stato stabile o meta-stabile che le permetta di persistere abbastanza a lungo da accumulare massa in quantità considerevole, fino a espandarsi e inghiottire l'intero sistema solare."

Secondo Demopopulos e Langsberger della Stanford University: "le probabilità che si verifichi un effetto collaterale del tipo descritto dal dottor Krankfurt sono ridicolmente trascurabili, e comunque, in termini pratici, non superiori a quelle che un buco nero naturale appaia spontaneamente e stabilmente in seguito a una fluttuazione quantistica". Ribatte Krankfurt: "Può anche darsi, ma perché dobbiamo andarcela a cercare?"

Kranfurt non è il solo a pensare che il pericolo sia reale. Felicia Warnock, fondatrice del Committee for the Prevention of High Energy Colliders Ecological Catastrophes e Ursus Hölzler, del Google Inc. Management Team, hanno lanciato lo Space Google Project, che consisterebbe nel trasmettere nello spazio sulla frequenza di 1,420 MHz l'intero archivio di usenet - "per preservare un fondamentale contributo della civiltà umana nell'eventualità che questa si autodistrugga con un buco nero generato da un accelleratore di particelle," spiega la Warnock (a destra, un video teorico su quel che potrebbe accadere, secondo i disfattisti).

Conclusioni

Anche se la maggior parte degli scienziati ritiene che non c'è nessun pericolo, non tutti insomma sono d'accordo con questa affermazione. Secondo lo scienziato tedesco Rossler i mini buchi neri potrebbero nella peggiore delle ipotesi inghiottire la Terra in 50 mesi. Walter Wagner e Luis Sancho hanno citato in giudizio presso una corte delle Hawaii il Cern, il Fermilab di Chicago e il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti che hanno partecipato alla costruzione dell'acceleratore.

Gli scienziati del CERN, come ad esempio l'italiano Michelangelo Mangano, hanno rivisto ed aggiornato la valutazione dei rischi del 2003 producendo una nuova valutazione dei rischi nella quale hanno ribadito che non c'è nessun pericolo perché:

- per quanto riguarda i buchi neri, essi non sarebbero una minaccia perché: o evaporerebbero in 10-27 sec. a causa della radiazione di Hawking oppure, se non evaporassero, questo vorrebbe dire che la meccanica quantistica è errata e ciò è altamente improbabile.
- anche se non evaporassero, i mini buchi neri ci metterebbero tempi enormi (tipo 1011 anni) per inghiottire la Terra (oppure, come afferma il fisico Landsberg, anche se Hawking sbagliasse il mini buco nero divorerebbe la materia così lentamente che per divorare un milligrammo ci vorrebbe più dell'età dell'universo).
- inoltre se i buchi neri prodotti dal LHC fossero una minaccia, allora le stelle di neutroni vivrebbero al massimo 100 milioni di anni. Sono state osservate invece stelle di neutroni con più di un miliardo di anni di età. Dunque la probabilità che venga distrutta la Terra è molto bassa, all'incirca 1 su 1022.

Queste le parole dei diretti interessati. Personalmente ho notato anche nelle comunità accademiche atteggiamenti contrastanti a riguardo: nessuno a quanto pare se la sente di smentire completamente i dubbi a riguardo. Le giustificazioni dei più ottimisti si limitano solamente a ripetere teorie che potrebbero benissimo risultare errate, mentre perfino le menti più pragmatiche affermano in tutta onestà che una infinitesima probabilità che le cose possano andare male esiste...
C'è da dire inoltre che l'esperimento in questione è stato in un certo modo predetto, da un uomo che molti di noi conoscono senz'altro: John Titor, il presunto viaggiatore temporale in missione sul nostro tempo in fuga da un futuro apocalittico. A sentire la sua opinione questo piccolo passo porterà a traguardi inimmaginabili per il genere umano, domande come "Esistono altre dimensioni oltre alle tre spaziali e quella temporale?", potrebbero trovare la loro risposta e le applicazioni conseguenti potrebbero portare l'umanità addirittura a compiere viaggi attraverso il tempo.
Inutile dire che una scoperta come questa rappresenterebbe un passo fondamentale nell'evoluzione umana, al pari dellinvenzione della ruota, del linguaggio scritto, o del computer...
Insomma, la morale sembra essere chiara: infinite possibilità ci vengono promesse, ma c'è un prezzo da pagare, il più alto: l'annichilazione totale. Un rischio altissimo per un traguardo altrettanto stupefacente. Ne vale la pena?
A quanto pare, lo scopriremo tra poco...

Massimo "Requiem" D. B.

Bibliografia

http://newton.corriere.it/PrimoPiano/News/2006/12_Dicembre/4/buchi_neri.shtml
http://magazine.enel.it/boiler/arretrati/arretrati/boiler58/html/articoli/Paltrinieri-Buchineri.asp
http://www.geocities.com/rosacrux/mini_buchi_neri.html
http://it.wikipedia.org/wiki/CERN

VIDEO DI PRESENTAZIONE DEL CERN

Non hai trovato quello che cercavi? Trovalo su Google!

Google