Hanford, Washington — InkDesign News — Cientistas do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferometria a Laser (LIGO), nos Estados Unidos, anunciaram em 14 de janeiro uma descoberta inédita: ao “ouvir” dois buracos negros se expandindo durante sua fusão, forneceram a evidência mais robusta já registrada para uma teoria formulada por Stephen Hawking em 1971. O trabalho, liderado por Adrian G. Abac, do Instituto Max Planck para Física Gravitacional, foi publicado na revista Physical Review Letters.
O Contexto da Pesquisa
A detecção de ondas gravitacionais revolucionou a astrofísica há menos de uma década. Em 2015, o LIGO realizou a primeira observação direta desses “sinais” — distorções no espaço-tempo originadas de eventos extremos, como a colisão de buracos negros. Desde então, avanços sucessivos na sensibilidade dos detectores permitiram aumentar drasticamente o número de fusões observadas, agora identificadas a cada três dias. Um dos principais objetivos dessa colaboração internacional é testar predições fundamentais da relatividade geral e da física de buracos negros.
Resultados e Metodologia
Durante o evento catalogado como GW250114, o LIGO documentou a fusão de dois buracos negros, resultando em um terceiro corpo cuja área superficial era consideravelmente maior que a soma das áreas dos dois originais. Antes da colisão, os buracos negros tinham área combinada de cerca de 243 mil quilômetros quadrados; após a fusão, o novo buraco negro chegou a 400 mil quilômetros quadrados.
Essa observação confirma o chamado “segundo teorema” de Hawking, que afirma que a área do horizonte de eventos — a fronteira além da qual nada pode escapar de um buraco negro — nunca diminui. Pesquisadores analisaram as propriedades das ondas gravitacionais emitidas durante a fusão, comparando características do “ringdown” — a oscilação do buraco negro resultante — com modelos matemáticos:
“Mesmo sendo uma afirmação bastante simples, ‘as áreas só podem aumentar’, isso traz implicações imensas.”
(“Even though it’s a very simple statement, ‘areas can only increase,’ it has immense implications.”)— Maximiliano Isi, Professor Assistente, Universidade Columbia
A análise cuidadosa do tom e duração das ondas gravitacionais permitiu mensurar com precisão as mudanças na área dos buracos negros, reforçando ainda o chamado “métrico de Kerr” — teoria que descreve o comportamento de buracos negros em rotação.
“O ringdown é o que acontece quando um buraco negro é perturbado, assim como um sino que ressoa ao ser 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 experimental do teorema de Hawking reforça a visão de que buracos negros são objetos “termodinâmicos”, com propriedades relacionadas à entropia, numa analogia direta à segunda lei da termodinâmica. Segundo os pesquisadores, o estudo abre caminho para tratar buracos negros como sistemas com informação quantificável proporcional à superfície do horizonte de eventos. Essa abordagem coloca a física dos buracos negros no centro do debate sobre a unificação entre relatividade geral e mecânica quântica.
De acordo com a equipe envolvida, avanços estão previstos com a entrada em operação de novos detectores, como o LIGO-Índia a partir de 2030, além de projetos como o Cosmic Explorer e o Einstein Telescope na Europa, que prometem uma sensibilidade ainda maior para detectar ondas gravitacionais de colisões ocorridas nos estágios mais primordiais do universo.
A possibilidade de “ouvir” eventos cósmicos cada vez mais distantes solidifica o papel dos observatórios de ondas gravitacionais como uma ferramenta chave para compreender a evolução e os limites das leis físicas do universo.
Fonte: (Live Science – Ciência)
