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Investigadores da Universidade de Southampton, juntamente com colegas das universidades de Cambridge e Barcelona, mostraram que é teoricamente possível que buracos negros existam em pares perfeitamente equilibrados – mantidos em equilíbrio por uma força cosmológica – imitando um único buraco negro.
Os buracos negros são objetos astronômicos massivos que exercem uma atração gravitacional tão forte que nada, nem mesmo a luz, consegue escapar. Eles são incrivelmente densos. Um buraco negro poderia compactar a massa da Terra em um espaço do tamanho de uma ervilha.
As teorias convencionais sobre buracos negros, baseadas na teoria da Relatividade Geral de Einstein, normalmente explicam como buracos negros estáticos ou giratórios podem existir por si próprios, isolados no espaço. Os buracos negros aos pares acabariam sendo frustrados pela gravidade, atraindo-os e colidindo-os.
No entanto, isto é verdade se assumirmos que o Universo está parado. Mas e aquele que está em constante movimento? Poderiam pares de buracos negros existir em harmonia num Universo em constante expansão, talvez disfarçados como um só?
“O modelo padrão da cosmologia assume que o Big Bang deu origem ao Universo e que, há aproximadamente 9,8 mil milhões de anos, este foi dominado por uma força misteriosa, denominada ‘energia escura’, que acelera o Universo a uma taxa constante”, afirma. Professor Oscar Dias da Universidade de Southampton.
Os cientistas referem-se a esta força misteriosa como uma “constante cosmológica”. Num Universo explicado pela teoria de Einstein com uma constante cosmológica, os buracos negros estão imersos num fundo cosmológico acelerado. Isso move os objetivos teóricos sobre como os buracos negros podem interagir e existir juntos.
Através de métodos numéricos complexos, a equipa por detrás deste último estudo mostra que dois buracos negros estáticos (sem rotação) podem existir em equilíbrio – a sua atração gravitacional é compensada pela expansão associada a uma constante cosmológica. Mesmo na aceleração de um Universo em constante expansão, os buracos negros permanecem bloqueados a uma distância fixa um do outro. Por mais que a expansão tente separá-los, a atração gravitacional compensa.
“Visto à distância, um par de buracos negros cuja atração é compensada pela expansão cósmica pareceria um único buraco negro. Pode ser difícil detectar se se trata de um único buraco negro ou de um par deles”, comenta o professor Dias.
O professor Jorge Santos, da Universidade de Cambridge, acrescenta: “A nossa teoria está comprovada para um par de buracos negros estáticos, mas acreditamos que também poderia ser aplicada aos que giram. Além disso, parece plausível que a nossa solução possa ser verdadeira para três ou mesmo quatro buracos negros, abrindo toda uma gama de possibilidades.”
Este estudo foi conduzido pelo Professor Oscar Dias (Universidade de Southampton), Professor Gary Gibbons (Universidade de Cambridge), Professor Jorge Santos (Universidade de Cambridge) e Dr. Benson Way (Universidade de Barcelona). O artigo deles ‘Static Black Binaries in de Sitter Space’ foi publicado na revista Cartas de revisão física e revisado como um artigo do Viewpoint.
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