Cientistas descobrem o 'limite de velocidade' de buracos negros

Um novo estudo publicado na Physical Review Letters identificou um novo limite de velocidade para as colisões mais extremas do Universo. Segundo os pesquisadores, a "velocidade máxima de recuo possível" que um buraco negro consegue atingir em uma colisão excede 102 milhões de km/h — cerca de um décimo da velocidade da luz.

Esse pico ocorre quando as condições de colisão estão no ponto de inflexão entre dois buracos negros, os quais se fundirão ou se dispersarão à medida que se aproximam. Em seguida, os cientistas esperam conseguir provar matematicamente que essa velocidade não pode ser excedida usando a Teoria da Relatividade de Albert Einstein.

Tensão no tecido do espaço-tempo

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Quando dois buracos negros passam perto um do outro, eles inevitavelmente se fundirão ou desviarão em torno de seu centro de massa comum antes de se separarem. Estudos mostram que a condição que determina se esses buracos negros se separarão ou entrarão em espiral depende de sua separação no ponto mais próximo de contato.

Para identificar essa velocidade de recuo máxima, como é chamado cientificamente, o pesquisador associado da Escola de Matemática e Estatística da Rochester Institute of Technology (RIT), James Healy, usou supercomputadores para executar simulações numéricas. Esses cálculos percorreram as equações da relatividade geral, as quais descrevem como dois buracos negros em interação irão evoluir.

Embora essas equações numéricas sejam usadas na ciência há mais de 50 anos, as técnicas numéricas para prever o tamanho das ondas gravitacionais de tais colisões não foram desenvolvidas até 2005. Sendo assim, as recentes descobertas inicialmente chegam até mesmo a desafiar alguns princípios da física fundamental.

Novos princípios da física

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Na visão dos autores do estudo, o "ponto de inflexão" que determina se dois buracos negros em colisão irão se fundir ou recuar envolve um pouco de variabilidade em suas órbitas. Por conta disso, os pesquisadores acreditam que mais simulações desse fenômeno serão necessárias para identificar como esse processo acontece de verdade.

Contudo, todas as etapas que envolvem esse processo sugerem a existência de um novo "principio abrangente" na física, que se aplicaria a escalas de átomos a buracos negros em colisão. Além disso, apesar do casamento dos principais pilares da física fundamental — a relatividade geral para a gravidade e a teoria quântica para outras forças fundamentais — permaneça indefinido, as descrições dos buracos negros estão intimamente ligadas a várias teorias que abriram brechas nessa barreira entre dois tópicos.

Na visão do coautor do estudo Carlos Lousto, professor de matemática e estatística do RIT, tudo ainda não passa de teoria. "Estamos apenas arranhando a superfície de algo que poderia ser uma descrição mais universal", declarou em entrevista à Live Science. O limite de velocidade recém-descoberto pode fazer parte de um conjunto maior de leis físicas que afetariam tudo "desde os menores aos maiores objetos do Universo".