“Il buco nero non ha capelli” questo viene detto ironicamente in astrofisica. Questo significa che, nella teoria della relatività, i buchi neri sono oggetti per descrivere i quali bastano le informazioni sulla sua carica elettrica, la sua massa e la sua velocità di rotazione. Solo con questo si avrebbe a disposizione un’intera cultura su tali oggetti spaziali.
In poche parole, essi sono calvi: non possiedono informazioni aggiuntive. Questo aspetto dei buchi neri è estremamente frustrante per gli astrofisici, i quali vogliono capire come funzionano questi bestioni cosmici. Ma poiché i buchi neri non hanno “capelli” continuano a essere misteriosi per gli esperti e non si capisce come facciano a funzionare.
Buco nero: un fenomeno misterioso
Purtroppo, i buchi neri rimangono alcuni degli oggetti più enigmatici e misteriosi dell’universo. Ma questo concetto di buchi neri “senza capelli” si basa sulla nostra attuale comprensione della relatività generale, come originariamente formulata da Albert Einstein. Questa immagine della relatività si concentra sulla curvatura dello spazio-tempo. Qualsiasi entità dotata di massa o energia piegherà lo spazio-tempo attorno a sé e quella flessione istruirà quelle entità su come muoversi.
La torsione dello spazio-tempo
Questo però non è l’unico modo per costruire una teoria della relatività. Come informa Live Science, esiste un approccio completamente diverso che si concentra invece sulla “torsione”, piuttosto che sulla curvatura, dello spazio-tempo.
In questa ipotesi, qualsiasi entità dotata di massa o energia attorciglia lo spazio-tempo attorno a sé e questa torsione istruisce gli altri oggetti su come muoversi. I due approcci, uno basato sulla curvatura e l’altro basato sulla torsione, sono matematicamente equivalenti. Ma poiché Einstein ha sviluppato per primo il linguaggio basato sulla curvatura, questo è molto più utilizzato.
L’approccio della torsione, noto come gravità “teleparallela” per il suo uso matematico di linee parallele, offre molto spazio per intriganti intuizioni teoriche che non sono ovvie nell’approccio della curvatura.
Ad esempio, un team di fisici teorici ha recentemente esplorato come la gravità teleparallela potrebbe affrontare il problema della “pelosità” del buco nero. Hanno dettagliato il loro lavoro in un articolo pubblicato nel database di prestampa arXiv a luglio (la ricerca deve ancora essere sottoposta a revisione paritaria).
Il team ha esaminato le potenziali estensioni della relatività generale utilizzando quello che viene chiamato campo scalare, un oggetto quantistico che abita tutto lo spazio e il tempo. Un famoso esempio di campo scalare è il bosone di Higgs, che è responsabile di conferire la massa a molte particelle. Potrebbero esserci ulteriori campi scalari che popolano l’universo e alterano sottilmente il funzionamento della gravità, e i fisici utilizzano da tempo questi campi scalari nel tentativo di spiegare la natura dei misteri cosmici come la materia oscura e l’ energia oscura.
Sulla curvatura regolare invece…
Nella relatività generale basata sulla curvatura regolare, ci sono solo un certo numero di modi per aggiungere campi scalari. Ma nella gravità teleparallela ci sono molte più opzioni. Questo gruppo di ricerca ha scoperto un modo per aggiungere campi scalari alla relatività generale utilizzando la struttura teleparallela. Quindi, hanno utilizzato questo approccio per indagare se questi campi scalari, che altrimenti sarebbero invisibili, possano apparire vicino ai buchi neri.
Conclusioni
Il risultato finale: i campi scalari aggiunti alla relatività generale, quando esplorati attraverso la lente teleparallela, hanno dato dei capelli ai buchi neri. Il “capello” in questo caso è la presenza di un forte campo scalare vicino all’orizzonte degli eventi di un buco nero. Fondamentalmente, questo campo scalare trasporta informazioni sul buco nero al suo interno, il che consentirebbe agli scienziati di capire di più sui buchi neri senza doversi tuffare al loro interno.
Ora che i ricercatori hanno identificato come dare dei capelli ai buchi neri, devono lavorare sulle conseguenze osservative di questi risultati. Ad esempio, le future osservazioni delle onde gravitazionali potrebbero rivelare sottili tracce di questi campi scalari nelle collisioni dei buchi neri. Un giorno, almeno in teoria, sarà possibile sfuggire a questi colossi spaziali?
