Detecção de ondas gravitacionais confirma a 'profecia' de Einstein e Hawking sobre buracos negros

Cientistas acabaram de registrar o sinal de onda gravitacional mais detalhado de uma colisão de buraco negro, confirmando pela primeira vez que duas importantes previsões de Einstein e Hawking sobre buracos negros estão corretas.

Quando dois buracos negros se fundem, eles criam ondulações no espaço chamadas ondas gravitacionais. Detectores na Terra podem "captar" esses sinais, ajudando os cientistas a entender melhor o universo - Foto: Maggie Chiang/Fundação Simons

Buracos negros, "monstros cósmicos" com forças gravitacionais tão fortes que nem a luz consegue escapar, são há muito tempo um tópico fascinante para os cientistas.

Apesar de terem aparecido nos trabalhos teóricos de Albert Einstein há mais de um século e terem sido extensivamente estudados por Stephen Hawking no século XX, os buracos negros continuam sendo o objeto mais inacessível do universo devido à sua natureza "invisível".

Ondas gravitacionais: a chave para abrir a porta da pesquisa sobre buracos negros

Em 2015, o Observatório de Ondas Gravitacionais LIGO (EUA) registrou pela primeira vez ondas gravitacionais, ondulações no espaço e no tempo causadas pela colisão de dois buracos negros em locais distantes do universo. Essa descoberta foi comparada à "abertura de um novo sentido" para a observação do universo e também proporcionou a oportunidade de verificar diretamente teorias sobre buracos negros.

Entretanto, os dados iniciais não são detalhados o suficiente para confirmar duas previsões importantes.

Uma delas é a Teoria de Kerr de Einstein. Segundo a relatividade geral, buracos negros podem ser descritos por apenas duas propriedades básicas: massa e spin. Todas as outras propriedades "desaparecem" ao cair em um buraco negro, conhecido como "teorema sem cabelo".

O segundo é o Teorema da Área de Hawking. Stephen Hawking previu em 1971 que a área do horizonte de eventos de um buraco negro, a fronteira da qual nada pode escapar, só pode permanecer a mesma ou aumentar com o tempo, nunca diminuindo.

Este é considerado um princípio semelhante à segunda lei da termodinâmica, que afirma que a entropia (grau de desordem) do universo está sempre aumentando.

Avanço após uma década

De acordo com o Sciencedaily , a colaboração internacional LIGO-Virgo-KAGRA publicou recentemente novos resultados de pesquisa na revista Physical Review Letters . Eles registraram o sinal de onda gravitacional mais detalhado já registrado, originado da colisão de dois buracos negros (evento GW250114), formando um buraco negro gigante com massa 63 vezes maior que a do Sol e girando até 100 vezes por segundo.

Graças à tecnologia de ponta, cientistas obtiveram pela primeira vez um "quadro completo" do antes e do depois da fusão de dois buracos negros. A partir desses dados, eles confirmaram duas hipóteses simultaneamente:

Os buracos negros são de fato descritos precisamente pela massa e pelo spin, exatamente como previsto pela teoria geral da relatividade de Einstein.

A área do horizonte de eventos só aumenta após a fusão, de acordo com o teorema da área de Hawking.

Einstein (à direita) e Hawking (à esquerda) fizeram avaliações precisas da natureza dos buracos negros - Foto: MashableIndia

Dos buracos negros à natureza do universo

A demonstração do teorema de Hawking revela uma semelhança incrível entre buracos negros e termodinâmica. Em outras palavras, o crescimento da área de um buraco negro é como um aumento na entropia, o que implica que os buracos negros podem ser uma "janela matemática" para a nossa compreensão da natureza do espaço, do tempo e do maior empreendimento da física moderna: a unificação da relatividade geral e da mecânica quântica em uma teoria da gravidade quântica.

"Esta é a evidência mais clara até agora de que os buracos negros no universo realmente se enquadram na teoria de Einstein", disse Maximiliano Isi, membro da equipe de pesquisa. "O fato de a área de um buraco negro obedecer à mesma lei da entropia tem implicações profundas para a natureza do universo."

Na próxima década, os detectores de ondas gravitacionais serão 10 vezes mais sensíveis do que são hoje. Um sucessor do telescópio Laser Interferometer Space Antenna está em construção, prometendo captar vibrações de buracos negros supermassivos no centro de nossas galáxias.

Mais de 100 anos depois de Einstein ter previsto buracos negros com equações matemáticas, e mais de meio século depois de Hawking tê-los provado teoricamente, a humanidade agora começou a "ouvir" e "ver" diretamente os sinais que provam que eles estão certos.

Buracos negros, que antes existiam apenas em livros de ciências, estão gradualmente se tornando entidades "reais" diante dos olhos dos astrônomos, e cada sinal de onda gravitacional registrado é um passo à frente para ajudar os humanos a entender melhor o universo misterioso em que vivemos.

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MINH HAI

Fonte: https://tuoitre.vn/phat-hien-song-hap-dan-xac-nhan-tien-tri-cua-einstein-va-hawking-ve-ho-den-20250913075131812.htm