“Revelando a fusão de buracos negros”

“Este sinal de fusão de buracos negros conhecido como GW250114, de clareza sem precedentes, testa algumas de nossas conjecturas mais importantes sobre buracos negros e ondas gravitacionais”, disse Isi.

Revisitando a Previsão de Hawking

Em 1971, Stephen Hawking propôs que o horizonte de eventos de um buraco negro, sua fronteira externa da qual nem a luz nem a matéria podem escapar, não pode encolher.

Em 2021, Isi e colegas usaram dados do LIGO para examinar ondas gravitacionais emitidas durante uma fusão de buracos negros e produziram uma das primeiras confirmações observacionais da ideia de Hawking. Na época, o The New York Times observou que, se essa confirmação tivesse ocorrido enquanto Hawking ainda estava vivo, poderia ter contribuído para ele receber um Prêmio Nobel.

Precisão Maior Reforça a Teoria

O novo sinal analisado fortalece as descobertas anteriores com uma precisão muito maior. Ele mostra que a área de superfície do buraco negro final fundido é sempre pelo menos tão grande quanto as áreas combinadas dos dois buracos negros originais. Esse nível de precisão foi possível porque o estudo utilizou dados de ambos os detectores do LIGO, localizados no estado de Washington e na Louisiana.

Os pesquisadores também conseguiram separar e examinar as ondas gravitacionais produzidas após a fusão. Ao estudar o tom e a duração dessas ondas pós-colisão, descobriram novas informações sobre o tamanho e as características internas do buraco negro recém-formado. (O processo funciona de maneira semelhante à análise do tom de um som emitido por um instrumento oco, que pode revelar informações sobre o tamanho e a forma tanto do instrumento quanto do objeto que o atingiu.)

A Prova Mais Forte até Agora de um Buraco Negro de Kerr

As descobertas mostraram que o buraco negro final corresponde às expectativas de um “buraco negro de Kerr.” Na década de 1960, o matemático Roy Kerr resolveu as equações de Einstein para descrever a estrutura precisa de um buraco negro em rotação. Fisicos geralmente esperam que todos os buracos negros se comportem de acordo com essa solução, mas obter uma prova direta tem sido extremamente difícil. Ao analisar as vibrações do buraco negro fundido neste sinal especialmente claro, Isi e a equipe do LIGO produziram as evidências mais convincentes até o momento de que buracos negros reais seguem o modelo de Kerr.

“Ao longo da próxima década, detectores de ondas gravitacionais como o LIGO continuarão a melhorar, fornecendo-nos uma visão mais nítida dos buracos negros e seus mistérios”, disse Isi, “mal posso esperar para ver o que descobriremos.”