LIGO confirma teoria de Hawking em pesquisa sobre buracos negros
Institut Max Planck para Física Gravitacional, Potsdam — InkDesign News — Cientistas do observatório LIGO detectaram, em 14 de janeiro, o crescimento de dois buracos negros em processo de fusão, formando um único objeto de proporções inéditas. A pesquisa, liderada pelo doutorando Adrian G. Abac, do Institut Max Planck para Física Gravitacional, oferece a evidência experimental mais precisa até hoje para uma teoria postulada por Stephen Hawking em 1971.
O Contexto da Pesquisa
A teoria de Hawking, conhecida como a segunda lei da mecânica dos buracos negros, prevê que a “event horizon” — a superfície de não retorno que delimita o buraco negro — jamais pode diminuir em área. O LIGO, desde 2015, já vinha medindo ondas gravitacionais provenientes de colisões cósmicas, mas agora, com aprimoramentos tecnológicos, eventos como fusões de buracos negros tornaram-se detecções quase rotineiras, ampliando o acervo de dados sobre a dinâmica desses objetos extremos.
Resultados e Metodologia
O evento GW250114 revelou, por ondas gravitacionais, que dois buracos negros colidiram, resultando em um novo buraco negro com área superficial notavelmente maior do que a soma das áreas iniciais. Antes da fusão, juntos, somavam cerca de 243 mil km². Após o evento, o buraco negro resultante alcançou 400 mil km², conforme estimativas dos pesquisadores.
A precisão inédita na confirmação da teoria foi alcançada ao analisar a duração e o tom das ondas gravitacionais emitidas durante a fusão — fenômeno comparado à ressonância de um sino perturbado. As conclusões também reafirmam a métrica de Kerr, importante predição matemática sobre o comportamento de buracos negros rotativos.
“Mesmo sendo uma afirmação simples, ‘as áreas só podem aumentar’, ela tem implicações imensas.”
(“Even though it’s a very simple statement, ‘areas can only increase,’ it has immense implications.”)— Maximiliano Isi, Professor Assistente, Universidade Columbia
“O ringdown é o que acontece quando um buraco negro é perturbado, assim como um sino ressoa quando é golpeado.”
(“The ringdown is what happens when a black hole is perturbed, just as a bell rings when you strike it.”)— Katerina Chatziioannou, Professora Assistente de Física, Caltech
Implicações e Próximos Passos
A confirmação empírica do princípio de Hawking consolida a visão de buracos negros como objetos termodinâmicos, nos quais a informação, ou entropia, está proporcionalmente ligada à superfície do horizonte de eventos. Esta abordagem, segundo o comunicado da Sociedade Americana de Física, representa uma mudança paradigmática, ao juntar noções de relatividade geral e efeitos quânticos.
Com melhorias contínuas, a colaboração LIGO-Virgo-KAGRA deve aumentar ainda mais a precisão das detecções. A previsão é que, com a entrada em operação do LIGO-Índia no início da próxima década, seja possível localizar e analisar com ainda mais detalhes os eventos de fusão cósmica.
A perspectiva de construção de observatórios maiores, como o Cosmic Explorer nos Estados Unidos e o Telescópio Einstein na Europa, sugere, para os próximos anos, uma nova era de pesquisas capazes de “ouvir” os primeiros buracos negros que surgiram após o início do universo.
Fonte: (Live Science – Ciência)
