E se alguns buracos negros na verdade forem feitos de energia escura?

Por , em 18.09.2019

Astrônomos tipicamente consideram que buracos negros são formados por grande estrelas que morrem, mas em 1966 o jovem físico russo Erast Gliner propôs uma hipótese diferente: estrelas muito grandes poderiam entrar em colapso e formar Objetos Genéricos de Energia Escura (GEODEs, na sigla em inglês). Esses objetos podem parecer buracos negros quando são vistos de fora, mas contêm energia escura ao invés de singularidade.

A energia escura é um tipo hipotético de energia que estaria em todo o espaço e que tenderia a acelerar a expansão dele.

No final do último mês de agosto, Kevin Croker e Joel Weiner, da Universidade do Havaí (EUA), publicaram na revista The Astrophysical Journal um estudo que traz novidades importantes para a compreensão da expansão do universo e sobre o que acontece com estrelas no fim da vida delas.

O trabalho é baseado na hipótese de Gliner e na descoberta feita de 1998 de que a expansão do universo está acelerando. O trabalho de 1998 não reconheceu, porém, que os GEODEs poderiam contribuir para a aceleração. O trabalho de Croker e Weiner mostrou que uma fração de estrelas antigas entram em colapso e viram GEODEs ao invés de buracos negros.

Correção de erro

Para chegar a esta conclusão, a dupla corrigiu um pequeno erro que era feito na hora de aplicar as equações de Einstein ao modelo de crescimento do universo. Este erro estava na consideração de que um sistema grande como o universo seria insensível a detalhes de pequenos sistemas que o integram.

Os pesquisadores mostraram que esta suposição não funciona em objetos compactos que restam depois do colapso e explosão de grandes estrelas. “Por 80 anos nós operamos sob suposição de que o universo, de forma geral, não era afetado por detalhes particulares de qualquer região pequena”, afirmou Croker.

“Agora está claro que a relatividade geral pode conectar de forma observável estrelas colapsadas – em regiões do tamanho de Honolulu – ao comportamento do universo como todo”. 

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Pequenos objetos, grandes consequências

Croker e Weiner demonstraram que a taxa de crescimento do universo pode se tornar sensível à contribuição média desses objetos compactos. De forma contrária, os próprios objetos podem se conectar ao crescimento do universo, ganhando ou perdendo energia dependendo da composição dos objetos.

Este resultado é significativo já que revela conexões inesperadas entre objetos físicos compactos e cósmicos, o que por sua vez leva a novas previsões observacionais.

Possível explicação

Em 2016, o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (LIGO) observou o que parecia ser uma colisão entre um sistema duplo de buracos negros. O que deixou pesquisadores confusos foi que esses objetos que colidiram eram inesperadamente pesados – cinco vezes mais pesados do que o previsto por simulações de computador.

Utilizando os cálculos corretos, Croker e Weiner sugeriram que a colisão não era entre buracos negros, mas sim entre GEODEs.

Eles descobriram que os GEODEs crescem junto com o universo antes da colisão. Quando ela acontece, as massas dos GEODEs ficam 4 a 8 vezes maiores, em alinhamento com as observações do LIGO. “O que mostramos é que se GEODEs realmente existem, então eles podem facilmente causar fenômenos observados que atualmente não têm explicações convincentes”, dizem os pesquisadores. [Phys.org]

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