Il “gemello perfetto” del buco nero

 

I buchi neri potrebbero presentarsi in “coppie perfette” in un Universo in continua espansione.

 

 

I ricercatori dell’Università di Southampton, insieme ai colleghi delle università di Cambridge e Barcellona, hanno dimostrato che è teoricamente possibile che i buchi neri esistano in coppie perfettamente bilanciate – tenute in equilibrio da una forza cosmologica – imitando un singolo buco nero.

I buchi neri sono oggetti astronomici massicci che hanno un’attrazione gravitazionale così forte che nulla, nemmeno la luce, può sfuggire. Sono incredibilmente densi. Un buco nero potrebbe impacchettare la massa della Terra in uno spazio delle dimensioni di un pisello.

Le teorie convenzionali sui buchi neri, basate sulla teoria della relatività generale di Einstein, in genere spiegano come i buchi neri statici o rotanti possano esistere da soli, isolati nello spazio. I buchi neri in coppia alla fine verrebbero ostacolati dalla gravità che li attrae e li fa collidere insieme.

Tuttavia, questo è vero se si assume che l’Universo sia fermo. Ma che dire di un universo che è in continuo movimento? Coppie di buchi neri potrebbero esistere in armonia in un Universo in continua espansione, magari mascherati come se fossero uno solo?

“Il modello standard della cosmologia presuppone che il Big Bang abbia portato l’Universo all’esistenza e che, circa 9,8 miliardi di anni fa, sia stato dominato da una forza misteriosa, chiamata ‘energia oscura’, che accelera l’Universo a un ritmo costante”, afferma il professor Oscar Dias dell’Università di Southampton.

Gli scienziati si riferiscono a questa forza misteriosa come a una “costante cosmologica”. In un Universo spiegato dalla teoria di Einstein con una costante cosmologica, i buchi neri sono immersi in un fondo cosmologico accelerato. Questo cambia le basi teoriche su come i buchi neri possono interagire ed esistere insieme.

Attraverso complessi metodi numerici, il team dietro quest’ultimo studio mostra che due buchi neri statici (non rotanti) possono esistere in equilibrio, perché la loro attrazione gravitazionale è compensata dall’espansione associata a una costante cosmologica.

Anche nell’accelerazione di un Universo in continua espansione, i buchi neri rimangono bloccati a una distanza fissa l’uno dall’altro. Per quanto l’espansione possa cercare di separarli, l’attrazione gravitazionale compensa.

“Vista da lontano, una coppia di buchi neri la cui attrazione è compensata dall’espansione cosmica sembrerebbe un singolo buco nero. Potrebbe essere difficile rilevare se si tratta di un singolo buco nero o di una coppia”, commenta il professor Dias.

Il professor Jorge Santos dell’Università di Cambridge aggiunge: “La nostra teoria è stata dimostrata per una coppia di buchi neri statici, ma crediamo che potrebbe essere applicata anche a quelli rotanti. Inoltre, sembra plausibile che la nostra soluzione possa essere valida per tre o addirittura quattro buchi neri, aprendo un’intera gamma di possibilità”.

 

 

Immagine: APS/Alan Stonebraker