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Investigação de Carlos Herdeiro do Departamento de Física da Universidade de Aveiro
‘Cabelo’ pode, afinal, crescer em buracos negros
Os investigadores Nicolas Sanchis-Gual (Universidade de Valência) e Carlos Herdeiro (Universidade de Aveiro)
Os buracos negros podem não permanecer imutáveis por toda a eternidade. Fontes de mistérios que aos poucos a Ciência tem desvendado, os buracos negros, quando em equilíbrio, eram apontados pelo modelo teórico mais convencional como sistemas simples descritos apenas pela sua massa e rotação. Carlos Herdeiro, físico da Universidade de Aveiro (UA), defende que, afinal, aos buracos negros pode crescer ‘cabelo’ e, com isso, adquirirem propriedades físicas muito distintas.

A descoberta, que a recente deteção das ondas gravitacionais torna testável, já foi publicada pela Physical Review Letters, uma das mais prestigiadas revistas na área da Física, a mesma que anunciou ao mundo a descoberta daquelas ondas.

O estudo de Carlos Herdeiro, realizado em colaboração com cientistas da Universidade de Valência, do Max Planck Institute para a Astrofísica (Munique), e da Universidade Nacional Autónoma do México, demostram que as perturbações em redor de um buraco negro, podem roubar parte da energia do buraco negro e fazer crescer ‘cabelo’ em torno deste. Uma metáfora capilar que se refere à frase proferida pelo físico norte-americano John Wheeler que, em 1973, apontou que “os buracos negros não têm cabelo”, querendo com isso dizer que, sobre os buracos negros, apenas necessitamos de saber a respetiva massa e velocidade de rotação para o conhecer totalmente.

Buracos cheios de surpresas

“A deteção das ondas gravitacionais torna extremamente pertinente reconsiderar este paradigma de simplicidade, que pode agora ser testado diretamente usando as ondas gravitacionais, que nos informarão sobre propriedades detetadas de buracos negros em sistemas binários ou perturbados”, aponta Carlos Herdeiro. Contudo, diz o investigador, “este paradigma é suportado em poderosos teoremas matemáticos e é, por isso, muito difícil obter modelos alternativos interessantes e verosímeis”.

Mas, em 2014, Carlos Herdeiro e o investigador Eugen Radu do Departamento de Física da UA, obtiveram um resultado que surpreendeu a comunidade internacional, ao mostrar que, afinal, a teoria da Relatividade Geral possibilita a existência de buracos negros mais gerais, em que o ‘cabelo’ é um campo de partículas (escalares ou outras mais gerais), que existe em rotação síncrona com o buraco negro.

“A rotação síncrona cria um equilíbrio, e impede que o campo seja absorvido pelo buraco negro, ficando a flutuar eternamente em torno do horizonte de eventos, que constitui a fronteira do buraco negro”, explica o especialista em Gravitação. Num trabalho subsequente, os físicos do grupo de gravitação da UA mostraram ainda que este novo tipo de buracos negros pode ter propriedades observáveis muito diferentes do modelo convencional, nomeadamente as suas sombras.

Descoberta ainda não é o final da história

A existência deste tipo de configurações, como soluções das complicadas equações da Relatividade Geral, não significa que elas se formem dinamicamente, num processo evolutivo. Neste novo trabalho publicado na prestigiada Physical Review Letters, os cientistas mostram que, dinamicamente, perturbações em redor de um buraco negro ‘careca’, podem roubar parte da energia do buraco negro e fazer crescer ‘cabelo’ em torno deste. O crescimento para, precisamente, quando o cabelo se torna síncrono com o buraco negro e portante se obtêm soluções do tipo das descobertas em 2014 pela equipa da UA.

Contudo, lembra o investigador da UA, “estas demonstração dinâmica de que o cabelo se pode formar em torno de um buraco negro ainda não é o final da história, dado que as simulações feitas agora por esta equipa usaram um modelo simplificado para modelar os buracos negros astrofísicos em rotação”. E, embora o resultado seja sugestivo, a questão fundamental se este processo pode acontecer num ambiente astrofísico realista, ainda está em aberto.

O artigo da Physical Review Letters sobre a formação dinâmica de buracos negros com ‘cabelo’ pode ser visto em https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.141101  

 

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