Em 1993, o físico canadense Matthew Choptuik demonstrado buracos negros podem emergir espontaneamente colapso críticodurante o qual as curvaturas do espaço-tempo se organizam em um padrão cristalino definido e repetitivo. Mas os pesquisadores não foram capazes de descrever isso bem em linguagem estereotipada – até agora.
Uma equipe de físicos teóricos afirma ter encontrado a fórmula há muito procurada de como os cristais do espaço-tempo poderiam colapsar em buracos negros, relatando seu trabalho em um recente artigo. Cartas de revisão física papel. Para ser claro, o estudo fortemente matemático necessitará de mais testes através de investigações empíricas. Mas os resultados teóricos, no entanto, oferecem aos astrónomos parâmetros mais precisos para explorar uma alternativa fascinante sobre a forma como os buracos negros surgiram, particularmente nos primeiros dias do Universo.
“Dependendo da precisão desejada, podemos melhorar sistematicamente nossas fórmulas usando métodos de aproximação adicionais”, disse Florian Ecker, coautor do estudo e físico teórico da TU Wien, na Áustria, em um comunicado. declaração. “Isto dá-nos um novo método para estudar fenómenos relacionados com buracos negros que anteriormente não podiam ser analisados analiticamente.”
Pequenas ondulações, grandes consequências
A relatividade geral de Albert Einstein vê a gravidade como a curvatura do espaço-tempo. Sendo uma das teorias de maior sucesso na física, esta ideia foi confirmada observação após observação, particularmente através de objetos massivos e distantes que só se tornam visíveis para nós através de lente gravitacionalque distorce e amplia sua luz.
“Mas massas menores também produzem curvatura do espaço-tempo, apenas em menor grau”, disse Christian Ecker, primeiro autor do estudo e físico teórico da Goethe University Frankfurt, na Alemanha, no comunicado.
E na física, as menores mudanças podem desencadear grandes mudanças, acrescentou Daniel Grumiller, coautor do estudo e físico teórico da TU Wien. Por exemplo, a menor mudança na temperatura pode forçar moléculas desordenadas de água a se organizarem em estruturas de gelo cristalino a 32 graus Fahrenheit (0 graus Celsius).
Colapso crítico!
Da mesma forma, efeitos relativísticos relativamente pequenos permitem que objetos relativamente menores desencadeiem a reorganização da curvatura do espaço-tempo. De acordo com as simulações de Choptuik de 1993, o espaço-tempo cai num padrão repetitivo – uma espécie de cristal do espaço-tempo – e o processo que leva a este estado é referido como colapso crítico. De acordo com o comunicado, acredita-se que esses estados tenham existido logo após o Big Bang, o que significa que os cristais do espaço-tempo poderiam até ser responsáveis pelos buracos negros primordiais.
“Este cristal do espaço-tempo é um objeto muito peculiar e fascinante”, disse Grumiller. “É uma espécie de estado intermediário, um ponto instável que pode evoluir em duas direções diferentes.”
Isso poderia significar que o cristal poderia simplesmente se dissolver. Mas uma pequena gota de energia poderia desencadear algo completamente diferente – a formação de um buraco negro, acrescentou. Essa história é um grande desvio das histórias típicas de origem dos buracos negros, que na maioria das vezes emergem de eventos “espetaculares” como supernovas.
Dando vida à teoria
Teoricamente falando, entretanto, podem existir buracos negros arbitrariamente pequenos. A equipe por trás das pesquisas mais recentes apostou nessa possibilidade, adotando uma abordagem multidimensional “codificada em uma única função de tempo”, segundo o artigo. Quando aplicada a estruturas críticas de colapso, os investigadores descobriram que a sua solução proporcionava um “controlo analítico sistemático” de uma hipótese que os físicos há muito lutavam para descrever matematicamente.
Por enquanto, tudo está no reino da teoria. A equipe expressou na afirmação que a partir daqui o objetivo é traduzir suas soluções para um número menor de dimensões que melhor reflitam o universo observável. Apesar de tudo o que aprendemos sobre buracos negros, há mais coisas discutíveis que não sabemos.
Então, novamente, teremos que ver se os astrofísicos decidem experimentar a nova estrutura. Mas se a estrutura puder realmente confirmar empiricamente a conjectura de Choptuik – de que alguns buracos negros emergem de condições mais “mansas” – isso seria enorme para a astronomia dos buracos negros.
