Turbolenza informativa dei buchi neri e la tensione di Hubble

Perché conta il problema dell’espansione dell’Universo

Il nostro universo è in espansione, ma due dei nostri migliori metodi di misura non concordano sulla velocità esatta. Questo enigma, noto come “tensione di Hubble”, potrebbe indicare che qualcosa di importante manca nella nostra descrizione dello spazio, del tempo e della materia. Questo articolo esplora un’idea audace: che il modo in cui l’informazione si comporta all’interno di un buco nero — nello specifico come cresce e diventa turbolenta — potrebbe produrre in modo naturale due diversi tassi di espansione cosmica, rispecchiando i valori attualmente in conflitto.

Modelli che si ripetono nel cosmo

I frattali sono figure i cui schemi si ripetono a molte scale, come i rami di un albero o il profilo frastagliato di una costa. In cosmologia, comportamenti simili a frattali emergono nella radiazione cosmica di fondo e nella rete di galassie su larga scala. L’autore propone che per capire la tensione di Hubble dovremmo esaminare come tali schemi ripetitivi possano nascere da una fisica profonda, non solo dalla materia visibile, ma dall’informazione stessa che sottende lo spaziotempo. Partendo dalle idee moderne secondo cui lo spaziotempo potrebbe emergere dall’entanglement quantistico, e che i buchi neri si comportano come i più potenti processori di informazione possibili, il lavoro tratta l’interno di un buco nero come una sorta di circuito quantistico in cui l’informazione si propaga e si mescola.

Dai circuiti quantistici alla turbolenza informativa

Nella rappresentazione a circuito quantistico, bit di informazione quantistica — qubit — interagiscono e si “infettano” a vicenda passo dopo passo, molto simili a individui in una popolazione in crescita. Lavori precedenti descrivevano questo con un’equazione liscia e continua. Qui l’autore mantiene la dinamica a passi discreti e mostra che l’evoluzione segue una regola non lineare classica nota per produrre caos e comportamenti complessi. Quando si tengono conto delle risorse finite all’interno del buco nero, il sistema entra in uno stato che l’autore chiama turbolenza dell’informazione: uno schema complicato e in continua diramazione in cui i coefficienti che descrivono il comportamento del sistema formano una cascata frattale, simile nello spirito a come l’energia si trasferisce tra le scale nella turbolenza dei fluidi ordinaria.

Uno specchio frattale della storia cosmica

Man mano che questa cascata frattale progredisce, riempie uno “spazio” astratto in crescita con elementi attivi e vuoti. Quando la cascata esaurisce le risorse, si arresta ed effettivamente procede al contrario visto da un osservatore esterno. L’autore segue come le frazioni di parti attive e vuote cambiano durante questa evoluzione inversa e scopre che il loro comportamento somiglia molto a come le frazioni di materia ed energia oscura variano nel tempo cosmico nei modelli cosmologici standard. Trattando ciascun passo nella frattale come approssimativamente analogo a un’epoca cosmica, e adattando i dati frattali a modelli di espansione familiari, lo studio mette in relazione la geometria di questa cascata informativa con la storia dell’espansione dell’universo.

Due modi in cui lo spazio può sembrare crescere

Per rendere questo collegamento più concreto, l’articolo introduce due misure di come il frattale “riempie” lo spazio. Una misura si concentra sulla polvere fine di elementi minuscoli, e l’altra su motivi o agglomerati ripetuti più grandi. Entrambe evolvono mentre la cascata si sviluppa e si ritrae. Quando i tassi di variazione di queste misure vengono tradotti in tassi di espansione effettivi — usando formule cosmologiche standard — producono naturalmente due valori differenti per la costante di Hubble. Uno si allinea con il tasso di espansione inferiore ricavato dall’universo primordiale (per esempio dalla radiazione cosmica di fondo), sensibile ai dettagli su piccola scala. L’altro concorda con il tasso più alto misurato da galassie vicine e supernove, che rispondono maggiormente alla struttura su larga scala.

Cosa significa per la tensione di Hubble

In termini semplici, lo studio suggerisce che la tensione di Hubble potrebbe non richiedere particelle misteriose o grandi errori sperimentali. Potrebbe invece derivare dal modo frattale e turbolento in cui l’informazione si è evoluta all’interno di un buco nero, modellando lo spaziotempo in modo che metodi diversi “vedano” diversi livelli di dettaglio strutturale. Il lavoro non pretende di essere un modello cosmologico completo, ma mostra che un singolo processo informativo sottostante può imitare due tassi di espansione cosmica distinti. Per il lettore non specialistico, il messaggio chiave è che le misure contrastanti dell’espansione dell’universo potrebbero essere la traccia di profondi schemi informativi frattali scritti nel tessuto dello spazio stesso.

Citazione: Cabrera Fernández, J.L. Black hole information turbulence and the Hubble tension. Sci Rep 16, 14602 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44713-z

Parole chiave: Tensione di Hubble, buchi neri, cosmologia frattale, turbolenza dell'informazione, espansione cosmica