doi.org/10.1088/1361-6382/ad2317
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#Buracos Negros
Outrora monstros hipotéticos nascidos num ninho emaranhado da teoria geral da relatividade de Einstein, os buracos negros são agora reconhecidos como objetos celestes genuínos, tão reais como estrelas, luas e galáxias.
Mas não se engane. Os seus motores ainda são tão misteriosos como eram quando o físico teórico alemão Karl Schwarzschild brincou pela primeira vez com as equações de campo de Einstein e chegou à conclusão de que o espaço e o tempo poderiam transformar-se em poços sem retorno.
Os físicos da Universidade Goethe de Frankfurt, Daniel Jampolski e Luciano Rezzolla, voltaram ao primeiro passo na tentativa de entender melhor as equações que descrevem os buracos negros e chegaram a uma solução que é mais fácil de imaginar, se não menos bizarra.
Onde as representações mais tradicionais de buracos negros contêm uma confusão de física contraditória em seus núcleos, Jampolski e Rezzolla criaram uma reviravolta única em uma “bolha” de material confinada gravitacionalmente, que poderia conter toda uma série de bolhas aninhadas dentro dela.
“É ótimo que mesmo 100 anos depois de Schwarzschild ter apresentado a sua primeira solução para as equações de campo de Einstein a partir da teoria geral da relatividade, ainda seja possível encontrar novas soluções”, diz Rezzolla.
“É como encontrar uma moeda de ouro ao longo de um caminho que já foi explorado por muitos outros antes.”
Os buracos negros escondem um segredo sujo da física. Coloque material suficiente em um espaço descrito pelo que é conhecido como raio de Schwarzschild, a gravidade superará todas as outras forças e puxará essa massa para um espaço muito, muito menor. Assim dizem as equações de campo da relatividade geral.
No entanto, as equações não conseguem realmente dizer o que acontece no outro extremo dessa grande pressão. À medida que ampliamos distâncias cada vez menores, a física quântica torna-se cada vez mais importante. E sem uma maneira fácil de unir as duas teorias abrangentes de (quase) tudo, ficamos com um grande ponto de interrogação sobre o que acontece com a matéria quando a gravidade a comprime além de um certo ponto.
Como se isso não fosse desafiador o suficiente, a própria existência de objetos que podem enviar informações em uma viagem só de ida para a prisão cósmica e evaporar em um brilho constante de calor conhecido como radiação Hawking apresenta um paradoxo que quebra a física, baseado em uma regra que diz que a informação não pode simplesmente desaparecer.
Em 2001, o físico quântico Pawel Mazur e o astrofísico Emil Mottola colaboraram para dar sentido às equações e ver se conseguiam evitar estes becos sem saída.
O que eles criaram foi uma estrela gravitacional condensada. Chamada rapidamente de gravastar, esta construção hipotética descreve uma película de matéria comprimida até uma espessura quase impossível, inflada por dentro por uma generosa ajuda de energia escura.
Por mais estranhos que pareçam esses balões de festa estelares, eles ainda pareceriam buracos negros vistos de fora, ao mesmo tempo que convenientemente eliminariam o paradoxo da informação e evitariam a necessidade de uma alfinetada infinitamente densa de absurdo quântico em seu coração.
Jampolski e Rezzolla descobriram que era possível que um gravatar com uma membrana um pouco mais espessa equilibrasse um segundo gravatar dentro dele. Da mesma forma, aquele segundo gravatar aninhado poderia estar grávido de sua própria concha exótica de matéria altamente comprimida, formando o que eles chamam de nestar.
“O nestar é como uma boneca matryoshka”, diz Jampolski, que surgiu com a solução sob a supervisão de Rezzolla.
Inventar feras cósmicas a partir das sombras lançadas pela teoria pura pode parecer extravagante, mas foi assim que os buracos negros foram identificados. É importante ressaltar que encontrar os limites do que uma teoria pode sugerir pode levar a observações que resolvam os enigmas mais incômodos do buraco negro.
“Infelizmente, ainda não temos ideia de como tal gravastar poderia ser criada”, diz Rezzolla.
“Mas mesmo que não existam nestars, explorar as propriedades matemáticas destas soluções ajuda-nos, em última análise, a compreender melhor os buracos negros”.
Publicado em 28/02/2024 22h34
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