Buracos negros podem ser apenas a colisão entre dois buracos de minhoca

Por , em 20.06.2018

De acordo com um novo estudo publicado na revista científica Physical Review D, quando dois buracos de minhoca colidem, ondulações no espaço-tempo são criadas.

Instrumentos futuros poderiam detectar esses “ecos” gravitacionais, fornecendo evidências de que essa colisão hipotética através do espaço-tempo realmente existe.

Buracos negros e a mecânica quântica

Recentemente, o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (LIGO) detectou ondulações no espaço-tempo, chamadas de ondas gravitacionais, uma descoberta que levou ao Prêmio Nobel em 2017.

Os cientistas creem que essas ondas são provenientes da fusão de buracos negros.

No entanto, embora a detecção sustente de fato a existência de buracos negros, esses objetos exóticos ainda apresentam problemas teóricos. Por exemplo, eles parecem ser inconsistentes com as leis da mecânica quântica.

Isso porque uma das principais características do buraco negro é o seu “horizonte de eventos”, uma região do espaço-tempo além da qual nada pode escapar, nem mesmo a luz. Logo, se jogamos alguma coisa em um buraco negro, essa coisa é perdida para sempre.

Será mesmo?

Stephen Hawking descobriu que, graças a um fenômeno conhecido como tunelamento quântico, os buracos negros podem na verdade produzir um pouquinho de radiação, algo que ficou conhecido como “radiação Hawking”.

Mas o que sai desse buraco negro é aleatório. A radiação não contém nenhuma pista sobre o que entrou nele.

Na mecânica clássica, se você sabe tudo sobre um sistema particular, você deve ser capaz de descrever seu passado e seu futuro. Um horizonte de eventos do qual nada sabemos, então, não combina com a mecânica quântica.

Para resolver esse paradoxo da informação sobre os buracos negros, alguns físicos já sugeriram que os horizontes de eventos não existem. Em vez de abismos dos quais nada pode retornar, os buracos negros podem ser na verdade objetos especulativos que não têm horizontes de eventos, como estrelas de bósons ou buracos de minhoca – estes últimos foram teorizados pela primeira vez pelos físicos Albert Einstein e Nathan Rosen décadas atrás.

Sai buraco negro, entra buraco de minhoca

No novo estudo, físicos da Bélgica e da Espanha levantaram a hipótese de que, se dois buracos de minhoca colidissem, produziriam ondas gravitacionais muito semelhantes às geradas pela fusão de buracos negros. A única diferença no sinal seria na última fase da fusão, chamada de “ringdown”, quando o buraco negro ou buracos de minhoca recém-combinados relaxam em seu estado final.

Como buracos de minhoca não têm horizontes de eventos, as ondas gravitacionais que atingem esses objetos poderiam ser recuperadas, produzindo um eco durante o ringdown.

“O interior do objeto é uma espécie de cavidade onde as ondas gravitacionais são refletidas. A produção de ecos gravitacionais não é muito diferente de ecos sonoros comuns em um vale”, explicaram os pesquisadores ao portal Live Science.

O problema é que, como a força desse sinal cai durante o ringdown, ele é muito fraco para a configuração atual do LIGO conseguir detectar. Mas isso pode mudar no futuro, uma vez que os cientistas continuam atualizando e ajustando o instrumento.

Próximos passos

Atualmente, buracos de minhoca são menos fatos científicos e mais ficção científica. Eles são frequentemente descritos em filmes e livros como espécies de “rodovias intergalácticas”.

Para os buracos de minhoca serem realmente atravessáveis, no entanto, provavelmente precisaríamos de alguma matéria exótica desconhecida para mantê-los abertos. Assim, eles têm sido considerados altamente hipotéticos.

Por outro lado, as repercussões de uma verdadeira detecção de ecos gravitacionais potencialmente provenientes de buracos de minhoca seriam dramáticas para a física. Dado que um teste experimental estará de fato disponível em breve, os pesquisadores do novo estudo acreditam que vale a pena explorar melhor essa proposição.

“Agora é hora de levar a sério a possibilidade de que existam outros objetos que podem ser tão maciços e compactos quanto os buracos negros”, disse Vitor Cardoso, físico da Universidade de Lisboa, em Portugal, que já estudou buracos de minhoca, mas não participou do novo estudo. “Esta é uma das coisas mais emocionantes que podemos fazer com ondas gravitacionais”. [LiveScience]

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