Le simulazioni numeriche hanno indicato i fisici nella regione dei buchi neri in cui la prevedibilità delle leggi fisiche deve essere violata. In una tale regione, gli stati successivi del sistema potrebbero non essere una conseguenza di quelli attuali, il che è impossibile nella meccanica newtoniana e nell'elettrodinamica classica. Un articolo con i risultati è stato pubblicato sulla rivista Physical Review Letters.
Solitamente le teorie fisiche parlano del determinismo del mondo, della prevedibilità del futuro: se si conoscono le condizioni iniziali, allora, conoscendo le leggi fisiche, si può calcolare lo stato in qualsiasi momento futuro. Una tale teoria, ad esempio, è la meccanica newtoniana. Lo stesso vale per l'elettrodinamica classica: conoscendo esattamente la distribuzione dei campi elettrici e magnetici nello spazio, è possibile determinare il loro stato in qualsiasi altro momento utilizzando le equazioni di Maxwell. Anche nella meccanica quantistica, l'equazione di Schrödinger non consente la casualità: se conosciamo esattamente la funzione d'onda nel momento iniziale, allora parla in modo inequivocabile della sua evoluzione temporale in qualsiasi intervallo di tempo.
Nel nuovo lavoro, un gruppo di teorici guidati da Vitor Cardoso dell'Università di Lisbona esamina il collasso di una stella carica in un buco nero e modella questo fenomeno nel quadro della relatività generale. Di conseguenza, si scopre che in questo processo può sorgere una regione, la cui fisica non può essere prevista conoscendo lo stato iniziale della stella.
Secondo uno dei teoremi nell'ambito della relatività generale, esiste una regione massima dello spazio-tempo che è determinata in modo univoco da queste condizioni iniziali. Se quest'area non è l'intero spazio esistente, allora per definizione risulta che ci sono aree il cui stato non è determinato dalle condizioni iniziali prese. Lo scienziato inglese Roger Penrose formulò un'ipotesi che fu chiamata il principio della forte censura cosmica. Sostiene che ciò non può accadere, cioè che l'area inequivocabile definibile non fa parte di uno spazio più ampio.
La formazione di un buco nero carico, descritta dalla metrica Reissner-Nordstrom, viola questo principio a prima vista, poiché in questo caso l'orizzonte di Cauchy si forma all'interno del buco nero, al quale lo spazio-tempo rimane liscio, e oltre esso può essere esteso in un numero infinito di modi. Ma d'altra parte, questa superficie è instabile e qualsiasi disturbo la distrugge, porta alla formazione di una singolarità e giustizia del principio della censura cosmica.
Il nuovo lavoro indaga il collasso di una stella in un buco nero con una carica quasi limitante tenendo conto della costante cosmologica (termine Λ nelle equazioni di Einstein). Il termine Λ è molto piccolo e di solito viene preso in considerazione solo negli studi cosmologici, ma è stato dimostrato che un valore positivo di Λ porta a un orizzonte di Cauchy più stabile. Di conseguenza, anche tenendo conto delle perturbazioni, la discrepanza tra i parametri spazio-temporali sull'orizzonte di Cauchy non è grande, il che consente di risolvere le equazioni di Einstein anche sull'orizzonte stesso. Ciò viola il principio della forte censura cosmica.
La discontinuità di curvatura all'orizzonte di Cauchy ottenuta nella situazione di carica limitante e termine Λ positivo è simile a un'onda d'urto in un liquido. Si scopre che un corpo sufficientemente forte potrebbe penetrare attraverso di esso. Si può immaginare un osservatore che salta in un buco nero e attraversa l'orizzonte di Cauchy. In questo caso, il suo futuro si rivela incerto.
La prova della validità dell'analisi effettuata è ancora necessaria, poiché gli autori hanno considerato solo la teoria delle perturbazioni lineari. Vale anche la pena notare che i buchi neri astrofisici con cariche limitanti non possono formarsi, poiché non ci sono stelle così altamente cariche. Tuttavia, l'orizzonte di Cauchy si verifica anche nel caso di buchi neri rotanti, sebbene abbiano meno simmetrie. Inoltre, il lavoro non ha preso in considerazione ipotetici effetti quantistici, che possono essere forti in tali aree.
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