Ondas gravitacionais podem confirmar teorema de Stephen Hawking

Uma análise de ondas gravitacionais pode ter confirmado que um buraco negro não diminui de tamanho ao longo do tempo — conforme teorema desenvolvido por Stephen Hawking. Cientistas do MIT analisaram dados de ondulações na curvatura do espaço-tempo, detectadas pela primeira vez em 2015 pelo Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (LIGO). Ao observar a colisão de dois buracos negros, o resultado demonstrou com uma confiança de 95% que suas áreas não diminuíram, mesmo após a fusão.

No início dos anos 1970, o físico teórico elaborou um modelo chamado de “teorema da área”, o qual prevê que a área de superfície de buracos negros tende a aumentar sua entropia. Essa superfície é definida por seu horizonte de eventos — camada limite ao redor de um buraco negro, dominada por forças gravitacionais responsáveis por fazer com que a matéria não possa escapar do núcleo, região conhecida como ponto de não-retorno.

“[Essa é] uma dica animadora de que as áreas dos buracos negros são algo fundamental e importante”, disse o astrofísico Will Farr, em comunicado divulgado pelo site Science News. “É a primeira vez que pudemos contabilizar [o teorema]”, comentou Maximiliano Isi, pesquisador envolvido no trabalho.

Simulação de ondas gravitacionais de dois buracos negros em fusão mostra que o horizonte de eventos recém-formado não apresenta diminuição de tamanhoFonte:  Science News/Reprodução 

Como método do estudo, a equipe dividiu as informações sobre as ondas gravitacionais em dois momentos, antes e depois da fusão dos dois buracos negros. Eles calcularam suas respectivas áreas em cada período e observaram que o horizonte de eventos recém-formado era maior do que o dos buracos negros iniciais combinados, situação prevista por Hawking e alinhada à teoria geral da relatividade.

“[O trabalho] é a confirmação mais explícita da lei da área da superfície”, destacou Cecilia Chirenti, cientista não envolvida na pesquisa. O estudo será publicado na revista acadêmica Physical Review Letters e pode ajudar a comunidade científica a desvendar mistérios em torno da física de buracos negros e do reino quântico.