La raccolta tematica “Black holes, gravitational waves and space-time singularity”, pubblicata sulla rivista General Relativity and Gravitation, nasce dalla Conferenza Lemaître 2024.
La conferenza si è tenuta presso la Specola Vaticana a Castel Gandolfo, dal 17 al 20 giugno 2024. Le date cadevano cinquantasette anni dopo la morte di Lemaître e alla vigilia del centenario del suo fondamentale articolo del 1927 sull’universo in espansione.
La raccolta riunisce diciannove contributi, oltre a un articolo editoriale. Nel loro insieme, essi affrontano alcune delle più urgenti questioni ancora aperte all’interfaccia tra cosmologia, gravitazione e teoria quantistica. Gli argomenti spaziano dalla tensione di Hubble al futuro del modello ΛCDM alla luce dei recenti dati di DESI. Comprendono la cosmologia inflazionaria e la costruzione di modelli di energia oscura nella teoria delle stringhe e nella supergravità, insieme ai vincoli della Swampland che ne delimitano le possibilità. I contributi affrontano inoltre la dipendenza dall’osservatore della funzione d’onda cosmologica quantistica. Esaminano la rimozione delle singolarità dello spaziotempo, o il loro attraversamento in modo consistente, dalla quantizzazione canonica del modello di polvere di Lemaître del 1933 ai rimbalzi pre-Big Bang nella teoria delle stringhe e alle costruzioni a molti corpi di nuclei di buchi neri privi di singolarità. Affrontano inoltre i buchi neri primordiali e le loro firme nelle onde gravitazionali. Altri contributi ricercano una formulazione della gravità quantistica indipendente dallo sfondo e una descrizione fondata sui primi principi della termodinamica degli orizzonti. Altri ancora esaminano lo status fondazionale della transizione dal quantistico al classico nei contesti gravitazionali. Una proposta per osservazioni cosmologiche basate sulla Luna completa la raccolta, insieme a una ricostruzione storica della genesi dell’ipotesi dell’atomo primordiale di Lemaître.
Un filo conduttore ricorrente è stato l’eredità dello stesso Lemaître. Egli fu il primo scienziato a comprendere l’importanza della costante cosmologica nelle equazioni di Einstein e l’instabilità dei modelli di universo statico, proposti nella Relatività Generale dallo stesso Einstein.
Propose una fase iniziale quantomeccanica del nostro universo che chiamò “Atomo Primordiale”. Questo fu il primo tentativo di unire la Meccanica Quantistica con la Relatività Generale, una teoria oggi nota come Gravità Quantistica. Anche nelle soluzioni dei buchi neri, fu il primo a distinguere le singolarità di coordinate da quelle fisiche (coordinate di Eddington–Finkelstein). Fu, inoltre, lui a coniare il termine “orizzonte” per un buco nero. La sua visione pionieristica continua a guidare la ricerca alle frontiere della cosmologia e della fisica fondamentale.
