Alcuni scienziati dell'Università di Cambridge e della Queen Mary University di Londra hanno simulato con successo un particolare buco nero la cui esistenza, se provata, scuoterebbe le fondamenta teoria della relatività generale di Einstein.

Il buco nero simulato dai ricercatori ha la forma di un anello molto sottile, che tuttavia presenta una serie di "rigonfiamenti" uniti tra loro da stringhe che si assottigliano con il passare del tempo, fino a formare minuscoli buchi neri.

Un buco nero di questo tipo potrebbe esistere soltanto in un universo a cinque dimensioni.

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Noi siamo abituati a considerare un universo a tre dimensioni più la quarta dimensione del tempo, ma i fisici teoretici indagano la possibilità che l'universo abbia più dimensioni (è stato ipotizzato che possano essere fino a 11), che tuttavia noi non riusciamo a osservare direttamente.

La relatività generale non si sbilancia circa il numero di dimensioni dell'universo, e i fisici la mettono alla prova ipotizzando la presenza di più dimensioni di quelle che siamo abituati a considerare.

Il buco nero a cinque dimensioni sarebbe un problema notevole per la teoria di Einstein perché la sua esistenza e il suo comportamento come descritto sopra lo porterebbero a formare una singolarità nuda.

Una singolarità è un punto dello spaziotempo collassato sino ad avere densità infinita: lì la gravità è così intensa che lo spazio, il tempo e le leggi della fisica come li conosciamo non sono più validi, e qualora una singolarità venisse individuata la teoria della relatività generale cesserebbe di essere valida, perché avremmo un fenomeno che essa non riesce a descrivere.

In sé, la teoria della relatività prevede l'esistenza delle singolarità, ma le pone al centro dei buchi neri, dove sono nascoste nascoste dall'orizzonte degli eventi: esso è il "punto di non ritorno" oltre il quale diventa impossibile sfuggire all'attrazione gravitazionale. A causa di questo fenomeno, l'orizzonte degli eventi impedisce di osservare l'interno del buco nero, e quindi la singolarità.

È quella che viene definita "ipotesi della censura cosmica": tutte le singolarità esistenti nell'universo sarebbero contenute in un orizzonte degli eventi e quindi potremmo - per così dire - ignorarle ai fini dello studio del funzionamento dell'universo stesso. E di conseguenza potremmo continuare ad adoperare la teoria della relatività generale.

Una singolarità nuda, finora mai osservata, non avrebbe invece un orizzonte degli eventi a nasconderla, e sarebbe quindi osservabile. Se esistesse davvero, e dunque la si potesse vedere, avremmo in qualche punto dello spazio un oggetto collassato fino ad avere densità infinita, in violazione delle leggi della fisica. Ma, a differenza delle singolarità nascoste, potremmo osservare questo fenomeno, e dovremmo quindi trovare nuove teorie per descriverlo.

«Finché le singolarità se ne stanno nascoste oltre un orizzonte degli eventi, non ci sono problemi e la relatività generale conserva la sua validità» spiega Markus Kunesch, coautore dello studio che descrive la simulazione il buco nero a cinque dimensioni.

«Ma se le singolarità nude esistono, la relatività generale va in pezzi» prosegue il collega Saran Tunyasuvunakool. «E se la relatività generale va in pezzi, tutto finisce sottosopra, perché essa non avrebbe più alcun potere predittivo: non potrebbe più essere considerata una teoria autonoma per spiegare l'universo».

Il supercomputer COSMOS ha permesso ai ricercatori di creare una simulazione completa della teoria di Einstein in un universo a più dimensioni, confermando così l'instabilità di questi buchi neri "ad anello" e predicendo quale sia il loro destino.

Per lo più, essi collassano nuovamente in una sfera, nascondendo la singolarità all'interno dell'orizzonte degli eventi, ma un buco nero ad anello particolarmente sottile potrebbe dar vita a una singolarità nuda.

«Se la censura cosmica non funziona aumentando il numero di dimensioni» - spiega ancora Tunyasuvunakool - «forse dobbiamo cercare di capire che cosa ci sia in un universo a quattro dimensioni di tanto speciale da farla funzionare».

Se si scoprisse che la censura cosmica non funziona nemmeno in un universo a quattro dimensioni, avremmo bisogno di un modo nuovo per spiegare l'universo.