Os buracos negros são os objetos mais enigmáticos conhecidos no universo. Apenas as estrelas de nêutrons e as de quarks ousam disputar seu protagonismo.
Nosso conhecimento ainda não nos permite desvendar todos os seus segredos, mas, pouco a pouco, os cosmólogos têm revelado alguns de seus mistérios, permitindo-nos obter algumas respostas que ajudam a compreendê-los um pouco melhor. De qualquer forma, antes de seguirmos adiante, proponho que façamos uma breve revisão sobre o que é um buraco negro.
Podemos defini-lo como uma região finita do espaço e, portanto, com um tamanho determinado, que concentra em seu interior massa suficiente para gerar um campo gravitacional tão intenso que nenhuma partícula consegue escapar dele.
Nem mesmo os fótons, que são as partículas elementares responsáveis por transportar a luz. Existem vários tipos de buracos negros, mas os mais bem conhecidos pelos astrofísicos são os cósmicos, originados do colapso de estrelas extremamente massivas.
A massa da estrela determina como será seu destino final
As menos massivas darão origem a nebulosas, em cujo centro permanecerá uma anã branca, uma estrela degenerada que esgotou todo o seu combustível e possui um tamanho muito inferior ao seu volume inicial. Já as estrelas mais massivas se transformarão em estrelas de nêutrons, de quarks ou, se tiverem massa suficiente, em buracos negros.
A hipótese de Kerr tem um problema
Em 1963, o matemático e físico neozelandês Roy Kerr fez uma contribuição muito importante para a física teórica: ele encontrou uma solução para as equações de campo de Albert Einstein que descreve com precisão um buraco negro em rotação.
Até então, a única ferramenta que os físicos possuíam para tentar compreender os buracos negros era a solução de Karl Schwarzschild, que descreve um buraco negro esférico e sem capacidade de rotação. Os astrofísicos rapidamente perceberam que o modelo de Kerr possui maior credibilidade.
Há várias razões pelas quais a métrica de Kerr tem um caráter mais geral e é mais realista do que a solução de Schwarzschild.
Uma delas é que ela descreve um buraco negro com um horizonte de eventos, que é a região do espaço que envolve o buraco negro, além da qual qualquer objeto que a atravesse cairá inevitavelmente em seu interior, sem qualquer possibilidade de escape. Além disso, os astrofísicos observaram que a maioria dos objetos que encontramos no cosmos possui um movimento de rotação, devido à conservação do momento angular desde sua formação.
Os astrofísicos observaram que a maioria dos objetos encontrados no cosmos possui um movimento de rotação devido à conservação do momento angular desde sua formação.
Se estrelas, planetas, estrelas de nêutrons ou galáxias, entre outros objetos cósmicos, giram, parecia razoável supor que os buracos negros também deveriam girar. Tudo fazia sentido.
O trabalho de Kerr é essencial no campo da astrofísica e, graças a ele, os pesquisadores conseguiram compreender melhor a dinâmica dos buracos negros e a relatividade gravitacional, que estuda especificamente como a gravidade age sobre o espaço, o tempo e como condiciona o movimento dos corpos.
Além do que vimos até agora, a solução de Kerr estabelece que o horizonte de eventos não é o único horizonte de um buraco negro. No interior dele, há outra região limite, conhecida como horizonte de Cauchy, onde o comportamento do contínuo espaço-tempo se torna completamente imprevisível devido à presença de uma singularidade.
Nesta última região, a curvatura gravitacional se torna infinita, e as leis da física, como as conhecemos, deixam de ser aplicáveis.
O artigo científico elaborado por um grupo internacional de astrofísicos afirma que o horizonte interno de um buraco negro não pode armazenar uma quantidade infinita de energia
É justamente neste ponto que um grupo de astrofísicos italianos, tchecos, dinamarqueses e neozelandeses alcançou um resultado que contradiz a teoria de Kerr. No artigo publicado na Physical Review Letters (que recomendo a leitura caso queiram aprofundar o tema; também disponível no arXiv), eles argumentam que o horizonte interno de um buraco negro não pode armazenar uma quantidade infinita de energia.
Em algum momento ao longo da evolução do buraco negro, a energia acumulada atingirá um limite que o desestabilizará.
A China está vivendo um evento sem precedentes: uma cidade de 19 milhões de habitantes ainda está oficialmente no verão.
Este é o ponto mais importante em que a nova teoria elaborada por este grupo internacional de astrofísicos diverge da solução de Kerr. E isso traz uma consequência que não podemos ignorar: os buracos negros que engolem matéria durante sua atividade não podem existir eternamente.
Haverá um momento em que a energia acumulada em seu horizonte interno os desestabilizará.
O problema é que essa teoria entra em conflito com as observações, pois os astrofísicos identificaram buracos negros devoradores de matéria — e, portanto, com discos de acreção — que possuem uma idade de bilhões de anos. Curiosamente, um exemplo disso é o buraco negro no centro da galáxia M87, que tem cerca de 13 bilhões de anos.
Imagem | NASA
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