Buracos negros: nova teoria pode contrariar crenças da relatividade geral

Pesquisadores de Madri e do Canadá se uniram para estudar a possibilidade de formação de buracos negros a partir de luz pura, mas suas observações acabaram desmentindo essa crença. O estudo está disponível em pré-impressão no arXiv.

Embora olhemos para o céu há séculos, ainda sabemos muito pouco sobre alguns dos maiores mistérios do universo. A distância, as limitações tecnológicas e a impossibilidade de viajar por parsecs nos impedem de ser no local estudando eventos cósmicos.

Portanto, o que muitas vezes nos resta é teorizar, pensar e vivenciar em nossas mentes os desenvolvimentos e altos e baixos do universo. Mas como surgem essas ideias e como pode uma experiência mental ter alguma validade neste campo?

Os buracos negros existiram apenas no pensamento e nos cálculos durante séculos, até serem vistos pela primeira vez em 1964 e terem a sua primeira fotografia em 2019.Fonte: Imagens Getty

O ciclo de vida de uma teoria

Ainda existe uma crença muito forte de que os cientistas podem ter pensamentos intrusivos muito produtivos, comumente conhecidos como percepções. Mas embora os investigadores sejam hábeis a pensar em soluções e a traçar correlações, tudo começa com a observação dos dados e o levantamento de hipóteses. Observar os dados dá as primeiras dicas do que está por vir.

Uma vez pensada, essa hipótese passa por um processo de “teste” onde é testada, experimentada, calculada e recalculada com ajustes. Se sobreviver a esta fase, é considerada uma teoria, pois se torna uma ideia fundamentada, com prova de que pode ser real.

E assim foi com os buracos negros. A princípio eles não eram considerados um elemento cósmico em si, mas sim como um produto da morte das estrelas. Contudo, Einstein e os seus companheiros científicos foram mais longe e propuseram que os buracos negros poderiam ser formados por qualquer força eletromagnética ultraconcentrada que curva o espaço ao seu redor.

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

John Wheeler, físico teórico americano, confiou na teoria de Einstein para descrever uma nova maneira de produzir buracos negrosbaseado na capacidade das ondas gravitacionais e dos campos eletromagnéticos de gerar 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 o formou é desprezível, portanto, apenas a energia é relevante no processo. Wheeler chamou esse buraco negro formado pela concentração máxima de energia de kugelblitz (raio redondo, em tradução livre do alemão), enquanto o ponto de união entre as energias gravitacional e eletromagnética foi denominado geon.

No entanto as ideias de Wheeler relativamente à criação de buracos negros a partir de energia pura mesmo apoiados na teoria de Einstein e possíveis pelas equações de Einstein-Maxwell, correm o risco de não passar pelo 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 a possibilidade teórica de existência, o kugelblitz poderia entrar no hall das possibilidades quase impossíveis, com seus primos: buraco de minhoca e buraco branco.

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

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

Os buracos negros são, e continuarão a ser, uma fonte promissora de investigação.Fonte: Imagens Getty

Os resultados obtidos pelo grupo não derrubam teorias anteriores, mas colocam um limite ao que se acredita ser possível em relação à formação de buracos negros. Além disso, incluem um ingrediente que ainda parece não corresponder à mecânica clássica, a mecânica quântica.

Graças a isso, eles explicam que seus dados não excluem completamente a possibilidade de buracos negros formados a partir da concentração de energia, principalmente quando falamos do amanhecer cósmico.

Portanto, não é o fim, a pesquisa ainda será avaliada por outros pesquisadores que tentarão replicar o modelo e derivar seus próprios resultados. Se a evidência for favorável à investigação actual, infelizmente teremos de deixar o “kugelblitz” apenas para a ficção científica.

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