• Ciência Surpreendente

Buracos negros extremos podem ter 'cabelo', descobrem cientistas

Os pesquisadores descobrem buracos negros que violam o teorema da unicidade e têm 'cabelo gravitacional'.

Ilustração do buraco negro.

• Os cientistas descobrem que alguns buracos negros extremos podem violar o teorema 'sem cabelo'.
• Esses buracos negros apresentam propriedades fora das três características clássicas dos buracos negros de massa, rotação e carga.
• Os pesquisadores fizeram simulações sofisticadas para descobrir essas esquisitices espaciais.

Os buracos negros são maravilhosamente estranhos, estimulando a imaginação com os muitos mistérios que cercam sua formação e funções em nosso universo. Agora, os cientistas descobriram um novo tipo de buraco negro extremo, que quebra o teorema do chamado 'ho hair'. Em outras palavras, esse buraco negro tem 'cabelo'.

A ideia do teorema 'sem cabelo' ou 'unicidade do buraco negro' foi encapsulada pelo físico teórico americano John Wheeler, que afirmou: 'Os buracos negros não têm cabelo.' O que ele quis dizer é que as soluções dos buracos negros para as equações de campo da relatividade geral de Einstein podem ser completamente caracterizadas por apenas três quantidades físicas: massa, spin e carga. Não deveria haver nenhuma outra característica 'cabeluda' que pode fazer um buraco negro diferente de outro. Os buracos negros com a mesma massa, rotação e carga devem ser idênticos, explica o Comunicado de imprensa da Theiss Research, que estava por trás da nova descoberta.

A equipe envolveu o Dr. Lior Burko da Theiss Research, o Professor Gaurav Khanna da University of Massachusetts Dartmouth e da University of Rhode Island, bem como seu ex-aluno Dr. Subir Sabharwal.

Eles descobriram que há um buraco negro extremo que pode violar o teorema 'sem cabelo'. Este tipo de buraco negro é 'saturado' com a carga máxima ou spin que pode potencialmente carregar. Os pesquisadores descobriram que existe uma quantidade ou propriedade conservada que pode ser construída a partir da curvatura do espaço-tempo no horizonte de um buraco negro. Pode ser mensurável da Terra por observatórios de ondas gravitacionais como LIGO e LISA. Como essa propriedade depende de como o buraco negro foi formado, ela quebra o teorema da unicidade do buraco negro e é considerada 'cabelo gravitacional'.

'Este novo resultado é surpreendente porque os teoremas da unicidade do buraco negro estão bem estabelecidos, e em particular sua extensão para buracos negros extremos,' compartilhado Dr. Burko. 'Tem de haver uma suposição dos teoremas que não é satisfeita, para explicar como os teoremas não se aplicam neste caso.'

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Para suas descobertas, os pesquisadores empregaram elaboradas simulações numéricas rodando em dezenas das principais unidades de processamento gráfico (GPUs) da Nvidia que tinham mais de 5.000 núcleos cada, trabalhando em paralelo. 'Cada uma dessas GPUs pode realizar até 7 trilhões de cálculos por segundo; no entanto, mesmo com tal capacidade computacional, as simulações parecem [sic] muitas semanas para serem concluídas, ' compartilhado Khanna.

Outro tipo de 'cabelo' de buraco negro foi proposto por Stephen Hawking, que previu que partículas quânticas vazariam dos buracos negros, em um fenômeno chamado de 'radiação de Hawking'. Esta afirmação foi possivelmente comprovada como correta por um Estudo de 2020 que encontraram evidências de 'difusão quântica' e 'ecos' de ondas gravitacionais além dos horizontes de eventos do buraco negro.

Confira o novo estudo publicado em Revisão Física D.

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