Visto che un buco nero è una regione di spazio in cui, a causa dell'elevata densità di materia-energia, l'intesità del campo gravitazionale è tale da non permettere neanche alla luce di sfuggire, mi chiedo come mai l'Universo primordiale (Big Bang) sia riuscito a sfuggire a questo fatto? Come può l'inflazione cosmica giustificare tutto ciò? Tra l'altro, sembra che il raggio di Schwartzchild dell'intero Universo sia pari a 23 miliardi di anni luce, ciò mi farebbe pensare che siamo all'interno di un enorme buco nero.
Caro lettore,
come dici correttamente, un buco nero si forma quando "in una regione di spazio" la densità di materia è sufficientemente alta da creare un campo gravitazionale così intenso da non permettere neanche alla luce di uscire fuori. Deve però essere una regione di spazio limitata, al di fuori della quale invece la densità di materia è nulla o molto bassa, in modo che la differenza di potenziale gravitazionale tra le due regioni sia elevatissima e neanche la luce riesca a tornare indietro.
L'universo invece non è una regione di spazio, ma, per definizione, tutto lo spazio! Non c'è nessuna regione esterna all'universo. Sicuramente nei primi istanti dopo il Big Bang la densità di materia era elevatissima, ma era la stessa ovunque. Il campo gravitazionale, che si crea solo se c'è una differenza di densità, era uniforme. Piccole differenze di densità in realtà esistevano, ed è a causa loro che alcune nubi di idrogeno si sono addensate e hanno acceso le prime stelle, ma erano comunque locali e tali da non poter far collassare tutto l'universo in un buco nero.
Detto in termini più specifici, un buco nero è una regione di spazio che segue la metrica di Schwarzschild, una soluzione delle equazioni di campo di Einstein che descrive lo spazio-tempo attorno a una massa sferica, non rotante e posta nel vuoto.
Il cosmo intero segue invece una metrica completamente diversa, quella di Friedmann–Lemaître–Robertson–Walker, che descrive un universo isotropo, omogeneo e in espansione. Infatti non dobbiamo dimenticare un dato sperimentale incontrovertibile: l'universo si sta espandendo. Applicare la formula del raggio di Schwartzchild all'universo non è formalmente corretto, sarebbe come mescolare le famose pere con le mele.
In conclusione: no, l'universo non è un enorme buco nero. Anzi, potremmo dire che per certi versi è esattamente l'opposto: un buco nero ha una singolarità nel proprio futuro verso la quale tutto sparisce, mentre l'universo ne ha una nel proprio passato dalla quale tutto emerge.
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Danilo Domenici, fisico