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Uma pesquisa publicada na revista Nature Astronomy diz que futuras imagens de buracos negros poderão ser tão detalhadas que permitirão testar, com mais rigor, se esses objetos realmente seguem as previsões da relatividade universal de Albert Einstein.
A teoria é confrontar o que essas imagens mostram com modelos alternativos de seriedade, que tentam explicar fenômenos extremos onde a física tradicional pode falhar.
Em poucas palavras:
- Observações de buracos negros vão poder revelar diferenças importantes entre teorias;
- Imagens detalhadas permitirão confrontar modelos divergentes;
- Os registros atuais captam sombras moldadas pelo gás quente orbitando o objeto;
- Capturas avançadas dessas sombras poderão mostrar pequenas diferenças previstas por teorias;
- Simulações indicam uma vez que o espaço-tempo pode modificar luz e formato;
- Novos telescópios ajudarão cientistas a confirmar limites ou revisar explicações.
Essa possibilidade se apoia no progressão das observações do Telescópio do Horizonte de Eventos (EHT), responsável pela primeira imagem real de um buraco preto, feita em 2019, no núcleo da galáxia M87, e de Sagitário A* (Sgr A*), o buraco preto supermassivo da Via Láctea, em 2022. Tais registros não mostram os buracos negros diretamente, já que a luz não consegue evadir desses objetos. As imagens revelam o luz do gás superaquecido que orbita esses monstros cósmicos e a sombra projetada no núcleo deles.
Os pesquisadores acreditam que essa sombra poderá ser registrada com tanta nitidez nos próximos anos que diferenças muito pequenas entre as previsões da relatividade universal e de teorias alternativas poderão finalmente comparecer. Para isso, eles desenvolveram um método de confrontação de imagens sintéticas produzidas por simulações tridimensionais de gases e campos magnéticos ao volta de buracos negros, explorando diferentes cenários teóricos.
Discrepâncias ficam mais evidentes quando a solução das imagens melhora
Os resultados mostram que, embora os modelos alternativos se pareçam bastante com o buraco preto “padrão” nas imagens atuais, as discrepâncias ficam mais nítidas à medida que a solução melhora. Isso significa que a próxima geração de observações poderá diferenciar um buraco preto que segue exatamente Einstein de outro que exige correções na teoria. Essa chance de confrontação direta representa um progressão importante na procura por entender a seriedade em condições extremas.
A relatividade universal, proposta por Einstein em 1915, descreve a seriedade uma vez que a inflexão do espaço-tempo causada pela tamanho. Dessa teoria surgem os buracos negros, regiões onde essa inflexão se torna tão intensa que zero pode evadir. Em 1916, o astrofísico Karl Schwarzschild descreveu matematicamente essa estrutura, identificando a singularidade medial e o horizonte de eventos, limite além do qual nem a luz retorna. Essa foi a base para o concepção moderno de buraco preto.
Apesar disso, cientistas questionam se essa “receita” está completa, já que a singularidade é um ponto onde a física conhecida deixa de funcionar. Teorias alternativas tentam resolver esse problema, mas muitas exigem material exótica ou mudanças profundas nas leis físicas. Modelos uma vez que o buraco preto de Kerr, que inclui rotação, coexistem com propostas mais radicais, todas ainda compatíveis com as observações atuais.
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Sombra do buraco preto é a melhor pista para testar teorias
O duelo é que o horizonte de eventos impede qualquer reparo direta do interno do buraco preto. Por isso, o estudo argumenta que a melhor pista para notabilizar entre teorias está na sombra observada. Ao site Space.com, o responsável principal da pesquisa, Akhil Uniyal, da Universidade Jiao Tong de Xangai, na China, explicou que pequenas variações na geometria do espaço-tempo podem modificar o formato dessa sombra, os anéis de luz ao volta dela e o luz do material em seu entorno – detalhes que só aparecem com subida precisão.
Segundo Uniyal, essas diferenças também podem afetar uma vez que o gás se acumula, quanta radiação é emitida e onde jatos relativísticos são lançados. Em cenários mais extremos, algumas teorias preveem até a pouquidade de um horizonte de eventos, o que geraria assinaturas totalmente distintas nas imagens. Uma tomada altamente detalhada poderia mostrar qual protótipo descreve melhor o objeto observado.
Embora pequenas, as diferenças entre os modelos são mensuráveis, e observações mais precisas poderão identificá-las com segurança. O estudo destaca dois pontos animadores: as discrepâncias crescem de forma previsível conforme a solução aumenta, e agora existem metas numéricas claras para orientar o desenvolvimento dos próximos telescópios.
Os próximos passos incluem expandir a rede global de 11 telescópios do EHT e explorar instrumentos de interferometria de base muito longa (VLBI) no espaço. A expectativa é que, com mais observações e mais cenários astrofísicos analisados, seja provável impor limites rigorosos às teorias alternativas ou até detectar sinais de que os buracos negros não se comportam exatamente uma vez que Einstein previu, o que abriria caminho para novos entendimentos sobre a seriedade.
Nascente: Olhar Do dedo
