Alguns buracos negros podem ser emaranhados no tecido do espaço-tempo
Em um estudo recente publicado na revista Physical Review D, físicos fizeram uma descoberta intrigante sobre o comportamento peculiar do espaço-tempo, que pode imitar buracos negros sob certas condições, porém com uma diferença significativa. Essas irregularidades teóricas no tecido do espaço-tempo, conhecidas como “solitons topológicos”, poderiam potencialmente existir em todo o universo. Desvendar a existência desses solitons tem o potencial de avançar nossa compreensão da física quântica.
Os buracos negros têm sido há muito tempo uma fonte de frustração na comunidade científica. Embora a teoria geral da relatividade de Einstein preveja sua existência e os astrônomos tenham observado fenômenos consistentes com seu comportamento, o conceito de uma singularidade infinitamente densa em seu núcleo apresenta um problema fundamental. Teoricamente, o colapso de uma estrela massiva sob sua própria atração gravitacional resulta em uma singularidade, cercada por um horizonte de eventos – uma fronteira invisível além da qual nada pode escapar.
No entanto, a noção de densidade infinita apresenta uma contradição. Embora tenhamos descoberto muitos objetos astronômicos que se alinham com as previsões de Einstein, reconhecemos que nossa compreensão atual é incompleta. Reconhecemos a necessidade de substituir o conceito de singularidade por uma explicação mais razoável, mas a natureza desse substituto ainda é desconhecida.
Abordar esse desafio exige uma exploração das forças gravitacionais intensas em escalas incrivelmente minúsculas – uma área de estudo conhecida como gravidade quântica. Até o momento, não possuímos uma teoria quântica completamente desenvolvida da gravidade, mas várias candidatas foram propostas. Uma dessas candidatas é a teoria das cordas, que sugere que as partículas fundamentais que constituem nosso universo são na verdade cordas vibrantes minúsculas.
Para dar conta da ampla gama de partículas existentes, essas cordas devem vibrar não apenas nas três dimensões espaciais familiares, mas também em dimensões adicionais que estão enroladas em uma escala inimaginavelmente pequena. No momento, não temos a capacidade de detectar diretamente essas dimensões extras.
A compactificação dessas dimensões adicionais em escalas tão pequenas leva ao surgimento de objetos intrigantes. No estudo recente, os pesquisadores propuseram a ideia de que essas dimensões extras compactas podem dar origem a defeitos – imperfeições permanentes e estáveis na estrutura do espaço-tempo, análogas a um amassado persistente em uma camisa que resiste ao ferro. Esses defeitos, conhecidos como solitons topológicos, se assemelhariam muito a buracos negros em aparência, comportamento e até mesmo em seus efeitos gravitacionais.
Os pesquisadores examinaram como os raios de luz interagiriam com esses solitons. Eles descobriram que os solitons influenciariam a luz de maneira semelhante à forma como os buracos negros o fazem. A luz se curvaria ao redor dos solitons, formando anéis orbitais estáveis, e os solitons projetariam sombras. Essencialmente, se o objeto capturado pelo Event Horizon Telescope em 2019 fosse um soliton em vez de um buraco negro, a imagem resultante apresentaria semelhanças impressionantes.
No entanto, ao se aproximar para uma inspeção mais detalhada, a semelhança desapareceria. Ao contrário dos buracos negros, os solitons topológicos não possuem singularidades e horizontes de eventos. Portanto, alguém poderia se aproximar de um soliton o quanto desejasse e partir quando quisesse, desde que houvesse propulsão suficiente disponível.
Infelizmente, os buracos negros têm essa mania chata de se esconderem bem longe de nós, tornando impossível uma visita direta. Se os solitons topológicos fossem descobertos, isso não apenas forneceria insights profundos sobre a natureza da gravidade, mas também ofereceria um meio de estudar diretamente a gravidade quântica e a teoria das cordas.
