Uno studio pubblicato su Physical Review D esamina se un buco nero potrebbe dividersi in due, attraverso un processo che sarebbe l’inverso delle fusioni rilevate mediante le onde gravitazionali. I ricercatori dell’Università della Danimarca Meridionale affermano che lo scenario potrebbe essere teoricamente possibile in condizioni specifiche, in particolare quando il buco nero originario ruota vicino al suo limite massimo.
La frammentazione proposta non è stata osservata e lo studio non dimostra che i buchi neri si dividano effettivamente nell’Universo. Esamina invece i meccanismi teorici che potrebbero rendere possibile il processo, compresi gli effetti associati a dimensioni spaziali aggiuntive e alla superradianza.
Un ostacolo importante è l’entropia dei buchi neri. Questa grandezza fisica è collegata all’area dell’orizzonte degli eventi, il confine che circonda un buco nero. Una divisione potrebbe ridurre l’entropia del sistema, entrando apparentemente in conflitto con il secondo principio della termodinamica, che impedisce all’entropia di diminuire spontaneamente.
I ricercatori hanno quindi esaminato se condizioni particolari potessero superare questa limitazione. La loro analisi comprendeva i buchi neri di Kerr, modelli teorici che descrivono oggetti rotanti. Sebbene i calcoli dell’entropia possano consentire la divisione in alcuni casi, altri requisiti fisici potrebbero comunque impedirla. I buchi neri che ruotano vicino alla velocità massima possibile potrebbero rappresentare una potenziale eccezione.
Lo studio prende in considerazione anche l’instabilità di Gregory-Laflamme, associata a modelli contenenti dimensioni spaziali aggiuntive, nonché la superradianza, un fenomeno che può generare instabilità nei buchi neri rotanti. Sono state esaminate anche teorie alternative della gravità, compresi modelli nei quali le relazioni tra massa, entropia e orizzonte degli eventi sono diverse. In tali condizioni, l’emissione di piccoli frammenti potrebbe essere favorita.
Francesco Sannino, professore all’Università della Danimarca Meridionale e uno dei responsabili dello studio, ha dichiarato che i ricercatori non sono ancora in grado di assegnare una probabilità esatta alla divisione di un buco nero. Ha aggiunto che la risposta dipende dal comportamento della gravità oltre la teoria di Einstein e ha suggerito che i piccoli buchi neri primordiali potrebbero avere maggiori probabilità di frammentarsi rispetto ai buchi neri astrofisici molto più grandi.
Fonti: Olhar Digital.