Il teorema dei capelli potrebbe essere violato dai buchi neri quasi estremi

Uno studio svolto presso l’Università del Massachusetts e l’Università del Rhode Island ha portato a nuove scoperte riguardanti i buchi neri e le equazioni di Einstein. Nel documento che è stato pubblicato circa un mese fa, infatti, mostra come il famoso teorema dei capelli potrebbe essere violato da alcuni tipi di buchi neri, quelli quasi estremi. Si tratta di ipotesi che devono ancora essere approfondite, soprattutto per quanto riguarda l’esistenza di buchi neri quasi estremi. Ma poiché le equazioni riguardanti la relatività sono particolarmente complesse, ogni volta che vengono analizzate possono emergere nuove proprietà.

Cos’è il teorema dei capelli?

Il teorema dei capelli, detto anche teorema no-hair afferma che un buco nero è caratterizzato da tre parametri: massa, carica elettrica e momento angolare. Secondo il teorema, queste tre quantità sono sufficienti per definire in modo univoco un buco nero. Di conseguenza, se questi tre valori fossero uguali per due buchi neri qualsiasi, questo vorrebbe dire che i due corpi celesti sarebbero indistinguibili, perché identici. Paul Chesler, fisico teorico dell’Università di Harvard, afferma “Per la relatività generale classica sarebbero esattamente identici. Non puoi determinarne le differenze”. Un buco nero si forma in seguito al collasso gravitazionale di un corpo. Quest’ultimo dopo essere collassato perde tutte le informazioni che lo caratterizzava, dette “capelli”. Il nome del teorema deriva da una frase pronunciata in modo scherzoso dal fisico John Archibald Wheeler “a black hole has no hair”, per sottolineare la perdita di informazioni.

Il teorema dei capelli e i buchi neri quasi estremi

La validità del teorema dei capelli è stata discussa a lungo. Nel 2012 il matematico Stefanos Aretakis, allora presso l’Università di Cambridge, studiò l’instabilità dei buchi neri sull’orizzonte degli eventi. I risultati a cui si giunse dopo il suo studio hanno mostrato che queste instabilità renderebbero alcune regioni del buco nero più attrattive dal punto di vista gravitazionale. Questo vuol dire che sarebbe possibile distinguere alcuni tipi di buchi neri che secondo il teorema dei capelli invece sarebbero identici. Se trovassimo dei buchi neri con caratteristiche che corrispondono a quelle quasi estreme, questi potrebbero violare il teorema dei capelli. Inoltre, gli osservatori di onde gravitazionali potrebbero essere in grado di rilevare i capelli, cioè le informazioni, di questi buchi neri.

Purtroppo, però, queste ipotesi sul teorema dei capelli sono ostacolate da numerosi fattori. Prima di tutto, l’esistenza dei buchi neri quasi estremi. Ad oggi, infatti, non si ha ancora la certezza della loro esistenza. Inoltre, anche nel caso in cui esistessero, i rilevatori di onde gravitazionali potrebbero non essere in grado di individuare le instabilità dei loro capelli. A questo si aggiunge il fatto che i capelli hanno una durata estremamente breve, di solo qualche frazione di secondo. Provare l’esistenza dei buchi neri quasi estremi e individuarne i capelli è quindi un’operazione estremamente difficile. Al momento non sono ancora state raccolte informazioni che possano confermare questo studio, ma nei prossimi anni il progetto verrà sviluppato. La conferma di questa nuova teoria sarebbe un risultato eccezionale nell’ambito della relatività, poiché andrebbe a sfidare le leggi di Einstein e proverebbe l’esistenza dei buchi neri quasi estremi.