A colisão épica entre duas estrelas de nêutrons em 2017 é de fato um presente científico, continuando a informar os cientistas.
Quando as estrelas se fundiram, as ondas gravitacionais se espalharam por todo o universo; Agora, os ecos deste evento podem apoiar uma hipótese de buraco negro de longa data.
Astrônomos que estudam os dados das ondas gravitacionais acreditam ter encontrado evidências de ecos – algo que só poderia ter acontecido na presença da 'penugem quântica' criada pela radiação Hawking.
“De acordo com a teoria geral da relatividade de Einstein, nada pode escapar da gravidade de um buraco negro quando ele passa pelo ponto sem volta conhecido como horizonte de eventos”, disse o astrônomo e físico Nyaesh Afshordi, da Universidade de Waterloo, no Canadá.
“Esse foi o entendimento dos cientistas por muito tempo, até que Stephen Hawking usou a mecânica quântica para prever que as partículas quânticas iriam lentamente fluir para fora dos buracos negros, que agora chamamos de radiação de Hawking.”
A propriedade mais famosa dos buracos negros é sua força gravitacional extrema. É tão intenso que, na relatividade geral, quando algo cruza um ponto chamado horizonte de eventos, é impossível escapar para trás. Mesmo a coisa mais rápida do universo – radiação eletromagnética – não pode escapar.
Mas a mecânica quântica pode explicar os detalhes do universo de maneiras que a relatividade geral não consegue; de acordo com a ideia de Hawking, apresentada em 1974, um buraco negro irradia algo quando você adiciona a mecânica quântica. Este é um tipo teórico de radiação eletromagnética, chamada radiação de Hawking, respectivamente.
Essa radiação teórica é semelhante ao espectro de luz emitida por objetos aquecidos obedecendo às regras da radiação de corpo negro, só que neste caso a massa superpesada do buraco negro faz com que ondas de ultra-baixa energia sejam emitidas.
A existência dessa radiação significaria que os buracos negros estão evaporando lentamente, resolvendo o paradoxo da informação do buraco negro; mas, assim como as ondas gravitacionais, a radiação ainda é muito fraca para ser detectada.
Modelos de buracos negros definitivamente mostram que a radiação Hawking é real. Mas as ondas gravitacionais podem mudar isso. Porque, se a radiação Hawking for real, deve haver uma 'penugem' quântica ao redor do horizonte de eventos do buraco negro; e essa penugem deve causar ondas gravitacionais.
“Os cientistas não foram capazes de determinar experimentalmente se alguma matéria estava escapando dos buracos negros até a detecção mais recente de ondas gravitacionais”, disse Afshordi.
“Se o fofo quântico responsável pela radiação Hawking existe ao redor dos buracos negros, as ondas gravitacionais podem ricochetear nele, criando sinais de ondas gravitacionais menores após o evento principal de colisão gravitacional, semelhante a ecos repetidos.”
É o que Afshordi e seu colega, o cosmologista Jahed Abedi, do Instituto de Física Gravitacional. Max Planck na Alemanha, eles foram capazes de detectar dados de gravidade. Seus resultados são consistentes com o eco simulado previsto por modelos de buracos negros difusos que emitem radiação Hawking.
Na verdade, é inteiramente possível que nossos instrumentos ainda não sejam sensíveis o suficiente para detectar a radiação Hawking. E Afshordi admite que o sinal que a equipe detectou pode ser apenas ruído nos dados.
Para descobrir, você precisa procurar sinais semelhantes em outros conjuntos de dados de ondas gravitacionais.
“Agora que os cientistas sabem o que estamos procurando, podemos procurar mais exemplos e obter uma confirmação muito mais confiável desses sinais”, disse Afshordi.
“Essa confirmação seria o primeiro estudo direto da estrutura quântica do espaço-tempo.”
O estudo foi publicado no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Fontes: Foto: physics.ucsb.edu/ Mondolithic Studios via Scientific American
