Os buracos negros, aquelas feras gravitacionais assim chamadas porque a luz não pode escapar de suas garras, são de longe as coisas mais misteriosas do universo.
Mas uma nova teoria sugere que os buracos negros podem nem mesmo ser negros. De acordo com um novo estudo, esses buracos negros podem, alternativamente, ser estrelas escuras que abrigam uma física estranha em seu núcleo. Essa nova física misteriosa pode fazer com que essas estrelas escuras emitam um tipo estranho de radiação. Essa radiação, por sua vez, poderia explicar todo o mistério Matéria escura No universo, que arranca tudo, mas não emite luz.
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Estrelas negras
Graças à teoria de Einstein de Relatividade geral, Que descreve como a matéria distorce o espaço-tempo, sabemos que algumas estrelas massivas podem colapsar sobre si mesmas a ponto de continuarem a colapsar, encolhendo a um ponto muito pequeno – a singularidade.
Uma vez formada a singularidade, ela se envolve no horizonte de eventos. É a única rua de mão única no universo. No horizonte de eventos, a força gravitacional de um buraco negro é tão forte que, para sair, você precisa viajar mais rápido que a luz. Como viajar a velocidades maiores do que a velocidade da luz é estritamente proibido, qualquer coisa que cruze o limiar está fadada ao fracasso para sempre.
Portanto, existe um buraco negro.
Essas declarações surpreendentemente simples resistiram a décadas de comentários. Astrônomos observaram como a atmosfera de uma estrela é absorvida por um buraco negro. Eles viram estrelas orbitando buracos negros. Os físicos da Terra ouviram as ondas gravitacionais emitidas pela colisão de buracos negros. Nós até tiramos uma foto da “sombra” do buraco negro – o buraco que ele perfurou a partir do brilho do gás circundante.
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Entretanto, os mistérios permanecem no cerne da ciência dos buracos negros. A propriedade que define um buraco negro – a singularidade – parece ser fisicamente impossível, porque a matéria não pode colapsar em um ponto muito pequeno.
Motores Planck
Isso significa que a compreensão atual dos buracos negros eventualmente precisará ser atualizada ou substituída por outra coisa que possa explicar o que é o centro de um buraco negro.
Mas isso não impede os físicos de tentar.
Uma teoria sobre as singularidades de um buraco negro substitui esses minúsculos pontos de matéria infinitamente comprimida por algo mais palatável: um ponto de pressão incrivelmente pequeno. Coisa. Isso é chamado de núcleo de Planck, porque a ideia afirma que a matéria dentro de um buraco negro é comprimida até a menor escala possível, que é o comprimento de Planck, que é 1,6 * 10 ^ menos 35 metros.
Isso é … pequeno.
Com um núcleo de Planck, que não seria singular, o buraco negro não hospedaria um horizonte de eventos – não haveria nenhum lugar onde a gravidade ultrapassasse a velocidade da luz. Mas para observadores externos, a gravidade seria tão forte que parecia um horizonte de eventos. Apenas observações muito sensíveis, para as quais ainda não temos a tecnologia, serão capazes de dizer a diferença.
Matéria escura
Problemas de raiz requerem soluções radicais, portanto, substituir “singularidade” por “núcleo de Planck” não é rebuscado, embora a teoria seja pouco mais do que um esboço de esboço, um sem física ou Matemáticas Descrever este tipo de ambiente com confiança. Em outras palavras, os núcleos de Planck são o equivalente físico das idéias de cuspe.
Isso é útil, porque as singularidades precisam de uma reflexão séria fora da caixa. E pode haver alguns efeitos colaterais adicionais. Como, por exemplo, explicar o mistério da matéria escura.
A matéria escura representa 85% da massa do universo, mas nunca interage com a luz. Só podemos determinar sua existência pelos efeitos da gravidade na matéria luminosa comum. Por exemplo, podemos observar estrelas orbitando os centros das galáxias e usar suas velocidades orbitais para calcular a quantidade total de massa nessas galáxias.
Em um novo artigo, foi submetido em 15 de fevereiro ao banco de dados de pré-impressão arXivO físico Igor Nikitin, do Instituto Fraunhofer de Algoritmos Científicos e Computação, na Alemanha, pegou a ideia de “singularidade radical” e a empurrou para a frente. De acordo com o artigo, os núcleos de Planck podem emitir partículas (como não há horizonte de eventos, esses buracos negros não são totalmente negros). Pode ser uma partícula familiar ou algo novo.
Talvez seja alguma forma de partícula que possa explicar a matéria escura. Nikitin escreveu que se os buracos negros fossem de fato estrelas de Planck e estivessem constantemente emitindo um fluxo de matéria escura, eles poderiam explicar o movimento das estrelas dentro das galáxias.
Sua ideia provavelmente não se sustentará em um exame mais aprofundado (há muito mais evidências de matéria escura do que apenas afetar o movimento das estrelas). Mas é um ótimo exemplo de como precisamos apresentar o máximo de ideias possível para explicar os buracos negros, porque nunca sabemos quais conexões podem existir com outros mistérios não resolvidos no universo.
Originalmente publicado na Live Science.
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