'Um dos fenômenos mais exóticos do universo'. Entenda o que é um buraco negro
Estudo sobre os buracos negros rendeu Nobel de Física de 2020 a três pesquisadores. Fenômeno ainda permanece envolto em muitos mistérios
"Um dos fenômenos mais exóticos do Universo". Foi assim que a Academia Real de Ciências da Suécia definiu os buracos negros, objeto de estudo dos vencedores do Nobel de Física deste ano: o britânico Roger Penrose, o alemão Reinhard Genzel e a americana Andrea Ghez. Ainda envoltos em muitos mistérios para os próprios cientistas, os buracos negros seriam, em tese, o caminho para as viagens no tempo -- o que só aumenta o seu fascínio.
Metade do prêmio de dez milhões de coroas suecas (R$ 6,3 milhões) vai para Penrose, por ter demonstrado, matematicamente, a existência dos buracos negros, como prevista na Teoria da Relatividade Geral, de Albert Einstein. Genzel e Ghez compartilharão a outra metade do prêmio por suas observações que levaram à comprovação da existência de um buraco negro de grande massa no centro da nossa galáxia.
Roger Penrose é professor da Universidade de Oxford, no Reino Unido. Reinhard Genzel é pesquisador do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre, na Alemanha, e Andrea é pesquisadora da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, nos Estados Unidos.
Conhecida como "caçadora de buracos negros de grande massa", a astrofísica Thaisa Storchi Bergmann, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), explica que existem dois tipos de buracos negros.
Os mais comuns são aqueles formados quando uma estrela de massa de 10 a 50 vezes maior que a do Sol morre, voltando-se para si mesma, encolhendo e concentrando tanta energia que nada é capaz de escapar desse buraco, nem mesmo a luz. Ali, as leis da natureza deixam de valer.
No entanto, existe um outro tipo de buraco negro, chamado de grande massa, porque têm de um milhão a alguns bilhões de vezes a massa do Sol. Ou seja, concentra ainda muito mais energia. Esses buracos negros estão localizados no centro das galáxias, coordenando o movimento de suas estrelas, e teriam se formado no início do Universo.
Teoricamente, se dois buracos negros se tocassem, seria aberto um caminho para uma viagem no tempo - uma teoria explorada a exaustão em filmes e séries, como Interestelar e Dark.
"Existe todo esse sonho futuro de poder viajar no espaço-tempo", diz a astrônoma Duília de Mello, da Universidade Católica de Washington. "Mas o estudo dos buracos negros é crucial também para entender a evolução das galáxias ao longo de bilhões de anos."
Nem o próprio Einstein acreditava na existência dos buracos negros
Em janeiro de 1965, dez anos depois da morte de Einstein, Penrose provou matematicamente como os buracos negros poderiam se formar e os descreveu em detalhes. Segundo o Comitê do Nobel, o artigo do cientista britânico até hoje é visto como a mais importante contribuição para a Teoria da Relatividade Geral desde os estudos do próprio Einstein.
"Einstein não acreditava que existissem, de fato, os buracos negros - esses monstros super pesados capazes de capturar qualquer coisa nas proximidades, até mesmo a luz", escreveu o comitê, ao justificar o prêmio.
Reinhard Genzel e Andrea Ghez lideram grupos de astrônomos que, desde o início dos anos 90, estão focados no estudo de uma região específica no centro da nossa galáxia chamada de Sagittarius A, em busca da comprovação da existência de um buraco negro.
Para isso, eles calcularam com grande precisão as órbitas das estrelas mais brilhantes próximas ao centro da Via Láctea. E as medições dos dois grupos são idênticas: elas apontam para a existência de um objeto invisível, extremamente pesado, que suga as estrelas, fazendo com que elas assumam velocidades cada vez maiores.
Usando os maiores telescópios do mundo, Genzel e Ghez desenvolveram métodos de enxergar o centro da Via Láctea através de gigantescas nuvens de gás e poeira interestelar, que dificultavam essas observações.
Expandindo cada vez mais os limites da tecnologia, eles refinaram as técnicas para compensar as distorções causadas pela astmosfera da Terra, desenvolvendo instrumentos únicos para uma pesquisa de longo prazo. O trabalho pioneiro forneceu as provas mais convincentes da existência de um buraco negro de grande massa no centro da Via Láctea.
"As descobertas dos laureados deste ano são revolucionárias no estudo de objetos compactos e de grande massa", explicou David Haviland, do Comitê de Física do Nobel.
"Mas esses exóticos objetos ainda apresentam muitas questões em aberto que demandam mais pesquisas futuras. Não apenas sobre sua estrutura interna, mas também sobre como testar a teoria da gravidade sob as condições extremas nas proximidades de um buraco negro."
Questionada sobre o que há nos buracos negros, a própria Andrea Ghez admitiu: "Não sabemos. Não sabemos o que tem dentro dos buracos negros, e é isso que faz deles objetos tão exóticos. Eles realmente representam um colapso no nosso entendimento das leis da Física. Isso é parte do que ainda nos intriga e que nos empurra para tentar compreender o mundo físico".
