Cientistas criam o primeiro modelo de laboratório da ‘bomba de buraco negro’

Imagem via NASA

doi.org/10.48550/arXiv.2503.24034
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#Buracos Negros 

Pesquisadores desenvolveram o primeiro experimento em laboratório que imita a “bomba de buraco negro”, uma ideia teórica criada por físicos na década de 1970

Buracos negros são famosos por sua gravidade tão forte que nada escapa, engolindo tudo o que se aproxima. Nada sai de dentro de um buraco negro, pelo menos não depois de cruzar o chamado horizonte de eventos, a fronteira invisível ao seu redor. Mas, na região próxima ao buraco negro, pode ser possível extrair algo.

Em 1971, o físico Roger Penrose sugeriu que a energia de rotação de um buraco negro girando poderia aumentar a energia de partículas próximas. Depois, o físico Yakov Zel”Dovich propôs que não era necessário um buraco negro de verdade para observar esse efeito. Ele imaginou que um objeto girando dentro de uma câmara especial poderia transferir e amplificar energia, em uma escala muito menor.

Outros cientistas descobriram que, se esse sistema fosse colocado dentro de um “espelho” que reflete a energia, seria criado um ciclo que aumenta a energia cada vez mais, até que ela “explode” para fora do sistema. Esse conceito foi chamado de “bomba de buraco negro”.

Agora, uma equipe liderada por Marion Cromb, da Universidade de Southampton, no Reino Unido, conseguiu recriar esse efeito em laboratório. Eles publicaram os detalhes do experimento no servidor de artigos científicos arXiv.

Para tranquilizar você, o experimento não é perigoso! Ele usa um cilindro de alumínio que gira, cercado por bobinas que criam campos magnéticos que também giram, em velocidades controladas.

Antes, vamos entender um pouco sobre a “ergosfera” de um buraco negro, que é a região logo fora do horizonte de eventos. A gravidade de um buraco negro é tão intensa que não só deforma o espaço-tempo, mas também o arrasta junto com sua rotação, como se fosse uma corrente.

Trajetórias de partículas no processo descrito por Penrose. (L3erdnik/Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)

Isso é chamado de “arrasto de quadro”

Quando partículas passam por esse espaço-tempo em movimento, elas parecem ganhar velocidade se viajarem na mesma direção do movimento, como alguém andando em uma esteira rolante em um aeroporto. Ao sair dessa região, a partícula tem mais energia.

Como não podemos recriar esse efeito gravitacional em laboratório, a equipe usou campos magnéticos para imitar as partículas, e as bobinas ao redor do cilindro funcionaram como o “espelho” que reflete a energia, criando o ciclo de amplificação.

Um diagrama que mostra a condição de amplificação de Zel”dovich no experimento (Cromb et al., ArXiv, 2025)

No experimento, eles observaram que, quando o cilindro girava mais rápido e na mesma direção que o campo magnético, o campo magnético ficava mais forte. Mas, quando o cilindro girava mais devagar, o campo magnético enfraquecia.

Esse resultado é muito interessante porque confirma as ideias propostas há décadas. “Nosso sistema atende às condições previstas por Zel”Dovich para gerar energia espontaneamente e também às condições descritas por outros cientistas para a “bomba de buraco negro””, escreveram os pesquisadores.

Como não podemos estudar buracos negros diretamente, experimentos como esse ajudam a entender como eles funcionam. Ainda é cedo para saber se essa descoberta terá aplicações práticas, mas ela já é um grande passo para compreender melhor os objetos mais extremos do universo.


Publicado em 03/05/2025 12h27


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Texto adaptado por IA (Grok) do original em inglês. Imagens de bibliotecas públicas de imagens ou créditos na legenda. Informações sobre DOI, autor e instituição encontram-se no corpo do artigo.


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