Novas pesquisas sugerem que os buracos negros nascidos durante o Big Bang podem viver muito mais tempo do que o estimado anteriormente. Na verdade, estes minúsculos buracos negros primordiais podem ter vivido o suficiente para se tornarem buracos brancos expelidores de energia com uma massa igual à de uma sobrancelha humana.
original buraco negro Acredita-se que seja formado por flutuações na matéria extremamente quente e densa que preencheu o universo logo após o seu nascimento. Big Bang. Isto contrasta fortemente com os familiares buracos negros de massa estelar ou “astrofísicos”, que são o colapso de estrelas massivas. Os buracos negros primordiais permanecem desconhecidos e, portanto, hipotéticos.
Muitos cientistas acreditam que a falha na detecção de buracos negros astrofísicos se deve ao facto de estes terem evaporado e, portanto, já não existirem no Universo há 13,8 mil milhões de anos. Isso é possível porque se acredita que os buracos negros “vazam” um tipo de radiação térmica conhecida como “radiação Hawking”. Stephen Hawking na década de 1970. Quanto menor a massa do buraco negro, mais quente ele é, portanto mais rápido ele vaza a radiação Hawking e evapora, um processo que supostamente termina de forma explosiva.
Buracos negros de massa estelar, com massas até centenas de vezes a massa da estrela sola massa é grande o suficiente, a temperatura é baixa o suficiente e a taxa de vazamento é lenta o suficiente, muitas vezes maior que a vida útil do próprio universo; por outro lado, o buraco negro original com massa muito menor que essa não tem tanta sorte – pelo menos é o que pensamos. Daniel Paraizo, investigador do Eberly Institute of Science, e colegas propõem que existe uma forma de um buraco negro primordial com a massa certa sobreviver a este processo e sofrer uma transformação impressionante.
“Descobrimos que os buracos negros vivem muito mais tempo do que se pensava”, disse Palazzo ao Space.com. “O fenómeno que descobrimos está relacionado com a possível formação de buracos negros no Universo primitivo. Estes objetos ainda não foram observados, mas a sua busca é objeto de intenso interesse como candidatos à matéria escura. Os buracos negros começam a morrer emitindo radiação térmica de Hawking. O que é intrigante é o que acontece quando atingem a massa de Planck, que é de cerca de 20 microgramas.”
Um buraco negro do tamanho de um ovo de pulga
A massa de Planck de aproximadamente 0,000000022 quilogramas é uma unidade de massa fundamental e fascinante na física porque controla partículas subatômicas e quântico A física e aqueles que controlam a gravidade e relatividade geral tornar-se igualmente importante em geral. Os físicos acreditam que este é o limite superior da massa de qualquer partícula elementar, e qualquer coisa acima desta massa entrará em colapso para formar um buraco negro microscópico.
Em termos cotidianos, a massa de Planck é quase a mesma de uma sobrancelha humana, ou de um ovo de pulga, e pesa cerca de um cinqüenta milésimos de uma jujuba.
Uma vez que o buraco negro primordial se evapore até formar a massa de Planck e se torne o chamado buraco negro de Planck, ele poderia ter encontrado vários destinos possíveis, explicou Palazzo. Isto envolve o desaparecimento da fronteira externa que define um buraco negro, a região onde a luz ou a radiação eletromagnética é capturada, conhecida como horizonte de eventos. “O mecanismo pelo qual o buraco negro do tamanho de Planck que estudamos morre é que o horizonte que captura a radiação desaparece gradualmente”, disse Palezzo.
A equipe realizou cálculos matemáticos que revelaram um buraco negro primordial formado a partir de uma massa inicial modesta asteróidecerca de 1 bilhão de toneladas, decai e emite radiação térmica Hawking em cerca de 1 bilhão de anos, até atingir a massa de Planck. No entanto, um buraco negro primordial com massa de apenas 1 tonelada ao nascer explodirá imediatamente e atingirá a massa de Planck num instante. O que aconteceu a seguir diferenciou as descobertas da equipe de estudos anteriores. “Foi então que os nossos resultados previram algo novo: argumentos anteriores sugeriam que os restantes 20 microgramas de radiação estavam presentes durante pelo menos 1 segundo; a nossa estimativa mostrou que estes 20 microgramas de resíduo eram realmente estáveis”, explica Paraizo. “Quando um buraco negro atinge o limite de 20 microgramas, descobrimos que ele começa a emitir radiação purificadora devido ao comportamento exclusivo dos buracos brancos (assim chamados devido ao estado quântico que supostamente ‘purifica’ o universo).
“Portanto, embora ainda não conheçamos a física perto de um buraco branco, descobrimos à distância um objeto com exatamente as mesmas propriedades.”
Um buraco branco é outra entidade hipotética na física que se acredita ser na verdade um “buraco negro invertido no tempo” que, em vez de aprisionar matéria e radiação dentro dele como um buraco negro, empurra constantemente a matéria e a radiação para longe.
Quaisquer outras previsões sobre o destino destes buracos negros primordiais que assumem a aparência de buracos brancos requerem uma teoria que combine a relatividade geral e a mecânica quântica, conhecida como “gravidade quântica”, que tem confundido os físicos desde o início do século XX.
“Simples suposições físicas sobre a física de fenômenos distantes dos buracos negros podem nos dizer muito sobre a vida útil dos buracos negros e sua transição para uma fase estável que se parece com um buraco branco de 20 microgramas”, disse Palezzo. “O facto de podermos inferir estas propriedades usando apenas componentes mínimos da gravidade quântica é notável.”
Uma versão pré-revisada por pares do estudo da equipe está disponível no site do repositório de pesquisa arXiv.
