Em 14 de setembro de 2015, físicos alcançaram a tão aguardada meta de detectar ondas gravitacionais, as ondas de choque expelidas por eventos cataclísmicos como a fusão violenta de dois buracos negros.
Esse grande avanço rapidamente rendeu o Prêmio Nobel de Física a três das principais figuras do esforço. Nos 10 anos desde então, cientistas detectaram centenas de buracos negros se fundindo, além de outros eventos cósmicos extremos como estrelas de nêutrons colidindo e buracos negros se fundindo com uma estrela de nêutron.
Agora, na revista Physical Review Letters, pesquisadores afirmam que sua capacidade de analisar ondas gravitacionais melhorou tanto na última década que eles foram capazes recentemente de verificar uma ideia chave sobre o crescimento de buracos negros — uma ideia proposta por Stephen Hawking em 1971.
“Existe uma declaração muito famosa na física que Stephen Hawking desenvolveu, que é que a área, a área de superfície, dos buracos negros nunca pode diminuir”, explica Maximiliano Isi, astrofísico da Universidade Columbia e do Flatiron Institute.
E ele diz que é exatamente o que os cientistas observaram após analisar ondas gravitacionais detectadas no início deste ano. Em 14 de janeiro, detectores registraram ondas gravitacionais que vieram de dois buracos negros colidindo a cerca de 1,3 bilhão de anos-luz de distância.
Esses buracos negros tinham massas 30 a 40 vezes a do nosso sol, então sua colisão foi muito semelhante àquela que levou à primeira detecção de ondas gravitacionais em 2015. Desde então, no entanto, o par de detectores gigantes operados pelo LIGO, na Louisiana e no estado de Washington, foram repetidamente aprimorados.
“Porque os detectores são muito melhores hoje, podemos registrar o sinal com muito mais clareza”, diz Katerina Chatziioannou, física de ondas gravitacionais no Caltech.
Isso permitiu que eles realizassem uma nova análise mostrando que, juntos, os buracos negros iniciais tinham uma área de superfície combinada de 240.000 quilômetros quadrados (aproximadamente o tamanho de Oregon). Após se fundirem para formar um único buraco negro, sua área era de cerca de 400.000 quilômetros quadrados (aproximadamente o tamanho da Califórnia).
A teoria de Hawking diz que a área final do buraco negro tem que ser maior que a soma das duas áreas iniciais, diz Chatziioannou, “e isso é o que demonstramos observacionalmente com esse sinal”.
Esse tipo de prova é exatamente o que Hawking esperava há uma década, quando a primeira detecção de ondas gravitacionais foi anunciada. Ele na verdade contatou um dos cientistas envolvidos nesse esforço para ver se ondas gravitacionais poderiam ser usadas para testar essa previsão, diz Isi.
Naquela época, no entanto, simplesmente não era possível porque havia muito ruído nos dados e as técnicas analíticas não haviam avançado o suficiente.
Hawking morreu em 2018. “É lamentável que Hawking não esteja mais aqui, mas certamente isso é uma forma pela qual seu legado continua vivo”, diz Isi.
“Todas essas ideias que as pessoas conceberam nos anos 70, pensando que era apenas especulação ociosa, agora se manifestam em dados reais”, acrescenta Isi. “Nós vemos essas coisas acontecendo quase exatamente como previsto.”
Albert Einstein, que previu a existência de ondas gravitacionais em 1916, pensava que elas nunca seriam detectadas. “Se disséssemos a ele que estamos detectando ondas gravitacionais de buracos negros colidindo a cada dois dias, ou a cada dois ou três dias”, diz Isi, “tenho certeza de que teria explodido sua mente.”
No geral, os pesquisadores ficaram surpresos com o número de fusões de buracos negros que viram, diz a pesquisadora de ondas gravitacionais Gabriela González, da Louisiana State University.
“Nós vimos tantas fusões de buracos negros. Estamos aprendendo tanto sobre eles que às vezes sinto vontade de chamar isso de ‘astronomia de buracos negros’ em vez de ‘astronomia de ondas gravitacionais’”, diz ela.
Ela teria previsto que veriam muito mais fusões entre estrelas de nêutrons, mas até agora só viram alguns exemplos disso.
Isso pode mudar, pois os pesquisadores já estão trabalhando em planos para novos detectores de ondas gravitacionais ainda maiores que seriam 10 vezes mais sensíveis. “Esse é o nosso sonho”, diz ela, acrescentando que em outra década, esses detectores poderiam estar em construção — talvez até concluídos.
Assumindo que os pesquisadores consigam o financiamento, é claro. O atual observatório LIGO, financiado pela National Science Foundation, está enfrentando possíveis cortes no orçamento, com a administração Trump propondo reduções acentuadas em 2026.
Source: npr.org by Nell Greenfieldboyce
