Buracos negros: nova teoria pode contrariar crenças da relatividade geral

Pesquisadores de Madrid e do Canadá se uniram para estudar a possibilidade da formação de buracos negros a partir da luz pura, mas suas observações acabaram desbancando essa crença. O estudo está foi disponibilizado em pré-print no arXiv.

Apesar de olharmos para o céu há séculos, ainda sabemos pouquíssimo sobre alguns dos maiores mistérios do universo. A distância, limitações de tecnologia e a impossibilidade de viajarmos por parsecs, impedem que estejamos in situ estudando os eventos cósmicos.

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Por isso, muitas vezes o que nos resta é teorizar, pensar e experimentar em nossas mentes, os desdobramentos e peripécias do universo. Mas como essas ideias nascem e como um experimento mental pode ter qualquer validade nesse campo?

Os buracos negros existiram apenas no pensamento e nos cálculos por séculos, até ser visto pela primeira vez em 1964 e ter sua primeira fotografia em 2019.Fonte:  Getty Images 

O ciclo de vida de uma teoria

Ainda há uma crença muito forte de que os cientistas conseguem ter pensamentos intrusivos muito produtivos, geralmente conhecidos como insights. Mas apesar de pesquisadores serem hábeis em pensar soluções e traçar correlações, tudo começa com a observação dos dados e o levantamento de hipóteses. Observar os dados dá os primeiros indícios do que está por vir.

Após pensada, essa hipótese passa por um processo de "provação" onde é testada, experimentada, calculada e recalculada com ajustes. Se ela sobreviver a essa etapa, ela é considerada uma teoria, pois se torna uma ideia fundamentada, com provas de que ela possa ser real.

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E assim foi com os buracos negros. A princípios eles não foram pensados como um elemento cósmico em si, mas sim como produto da morte das estrelas. Porém, Einstein e seus companheiros científicos foram além e propuseram que buracos negros poderiam ser formados por qualquer força eletromagnética ultra concentrada que curvasse o espaço ao seu redor.

Eles até escolheram nomes que descrevem os efeitos capazes de gerar essa formação a partir de energia pura: geon e kugelblitz.Fonte:  Getty Images 

John Wheeler, físico teórico americano, apoiou-se na teoria de Einstein para descrever uma nova forma de produção de buracos negros, baseado na capacidade que ondas gravitacionais e campos eletromagnéticos possuem para gerar uma deformação no espaço, sem a presença de massa.

Segundo a teoria da relatividade, após a criação do horizonte de eventos de um buraco negro, a massa do objeto que a formou é desprezível, sendo assim, apenas a energia é relevante no processo. Para esse buraco negro formado pela concentração máxima de energia, Wheeler deu o nome de kugelblitz (raio redondo, em tradução livre do alemão), já o ponto de união entre as energias gravitacionais e eletromagnéticas foi nomeado de geon.

Todavia, as ideias de Wheeler, em relação à criação de buracos negros a partir de energia pura, mesmo suportadas pela teoria de Einstein e possíveis segundo as equações de Einstein-Maxwell, correm o risco de não passar por seu período de provação.

Uma pedra quântica no meio do caminho

Pesquisadores da Universidade Complutense de Madrid e da Universidade de Waterloo se uniram com foco em verificar o quanto seria possível formar buracos negros a partir da concentração máxima de luz pura.  Apesar de toda possibilidade teórica de existência, o kugelblitz poderá entrar para o hall de possibilidades, quase, impossíveis, com seus primos: buraco de minhoca e o buraco branco.

Conforme os modelos utilizados pelo grupo internacional, um fenômeno quântico, responsável por demonstrar que não existe vazio absoluto no vácuo, seria a grande desilusão na existência de buracos negros formados por luz pura.

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O Efeito Schwinger demonstrou que algumas partículas podem surgir digitalmente no vácuo, assim, mesmo que uma onda gravitacional ou eletromagnética (luz), pudesse ser altamente concentrada, ela seria suficientemente perturbada e dispersada para não conseguir formar um horizonte de eventos. Sem horizonte de eventos, sem buracos negros.

Os buracos negros são, e continuarão sendo, uma fonte promissora de pesquisa.Fonte:  Getty Images 

Os resultados obtidos pelo grupo não derrubam as teorias anteriores, mas colocam um limite no que se acredita ser possível em relação à formação dos buracos negros. Além disso, incluem um ingrediente que ainda parece não combinar com a mecânica clássica, a mecânica quântica.

Graças a isso, eles explicam que seus dados não excluem por completo a possibilidade de existirem buracos negros formados a partir da concentração de energia, principalmente quando estamos falando do amanhecer cósmico.

Portanto, não é o fim, a pesquisa ainda será avaliada por outros pesquisadores que tentarão replicar o modelo e tirar seus próprios resultados. Se a prova for favorável à pesquisa atual, teremos infelizmente de deixar os "kugelblitz" apenas na ficção científica.

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