Piccoli buchi neri dopo il Big Bang avrebbero potuto distruggere subito l’universo

Negli ultimi anni, la teoria che i buchi neri primordiali possano essersi formati nelle prime fasi dell’ universo a causa di piccole sovradensità ha guadagnato sempre più attenzione. Questi buchi neri non possono però essere troppo piccoli, altrimenti avrebbero già causato la distruzione dell’universo.

Questo concetto potrebbe sembrare controintuitivo, poiché siamo abituati a pensare ai buchi neri come a entità che consumano inesorabilmente la materia che li circonda. Tuttavia, i buchi neri, in realtà, sono generalmente inerti fino a quando qualcosa non si avvicina troppo al loro orizzonte degli eventi. Ma come potrebbero, quindi, tali oggetti estremi essere responsabili della fine del cosmo ? La risposta sta nella loro interazione con una particella fondamentale: il Bosone di Higgs .

Il Bosone di Higgs è la particella che conferisce massa a tutto ciò che esiste nell’universo. Tuttavia, è in uno stato definito metastabile , il che significa che il suo stato energetico attuale potrebbe non essere quello definitivo. Se il campo di Higgs subisse un cambiamento improvviso, l’effetto su tutte le particelle potrebbe essere devastante. Le particelle leggere potrebbero improvvisamente diventare pesanti o viceversa, con il risultato di modificare completamente le leggi fisiche e le masse degli oggetti, portando a una realtà radicalmente diversa, fino al punto da non consentirci nemmeno di osservarla, perché potremmo semplicemente cessare di esistere.

Questo cambiamento catastrofico è noto come decadimento del vuoto : una bolla di “vero vuoto”, dove il campo di Higgs raggiunge la sua energia minima, si propagherebbe a velocità elevata distruggendo tutto l’universo. Fortunatamente, lo stato metastabile del campo di Higgs è straordinariamente stabile e non dovrebbe raggiungere spontaneamente il suo stato di energia più bassa per un tempo significativamente più lungo dell’età attuale dell’universo.

Ma cosa potrebbe innescare un tale scenario apocalittico? La risposta, sorprendentemente, si trova nei buchi neri primordiali . Ogni buco nero, interagendo con lo spazio-tempo circostante, emette la cosiddetta radiazione di Hawking , che lo fa perdere energia. Si è scoperto che buchi neri di massa particolarmente bassa potrebbero influenzare il campo di Higgs, innescando così la transizione da metastabile a vero vuoto.

Gli studi recenti hanno approfondito queste teorie esaminando come cambia la temperatura dei buchi neri man mano che rilasciano radiazione di Hawking . Mentre perdono massa, i buchi neri diventano più caldi , emettendo sempre più radiazione. Questo processo ha permesso ai ricercatori di ridefinire i limiti della massa critica dei buchi neri primordiali. Se ne esistesse uno con una massa inferiore a un miliardo di tonnellate, avrebbe già dovuto innescare il decadimento del vuoto .

Questi studi suggeriscono, quindi, che non esistono buchi neri primordiali con massa sotto una certa soglia, altrimenti l’universo avrebbe già subito una distruzione totale. Tuttavia, il modello standard della fisica delle particelle, su cui si basano queste conclusioni, non include ancora fenomeni come la materia oscura o l’ energia oscura , e resta quindi incompleto. È possibile che la scoperta di piccoli buchi neri primordiali possa indicare l’esistenza di una fisica ad alta energia ancora sconosciuta, aprendo nuove strade per la comprensione del nostro universo.