Buracos negros são a fonte de energia escura, dizem cientistas

Uma descoberta surpreendente comparando os tamanhos dos buracos negros modernos e antigos poderia explicar um dos maiores mistérios da física.

Observações mostraram que os buracos negros são muito maiores do que eram nove bilhões de anos atrás, mesmo em comparação com o tamanho de suas galáxias.

Na tentativa de explicar a magnitude dessa anomalia, os astrofísicos encontraram uma explicação para a energia escura, a força misteriosa que faz com que o universo se espalhe em todas as direções a uma velocidade crescente. Os buracos negros podem realmente ser a fonte dessa misteriosa energia escura.

Quando os astrônomos usaram o brilho aparente das explosões de supernova para medir a taxa de expansão do universo, eles presumiram que iria desacelerar e só queriam ver quanto. Em vez disso, para sua surpresa, descobriram que estava acelerando.

No entanto, o que é a energia escura permanece um mistério, muito menos de onde ela vem. Muitos esforços têm sido feitos para responder a essa pergunta: quem fizer isso tem a garantia de um Prêmio Nobel. Agora, uma equipe de astrofísicos de nove países espera responder à pergunta acima com dois novos artigos.

Os artigos dos cientistas são baseados em uma descoberta que não estava realmente nas teorias dos pesquisadores quando eles começaram.

“Este é um resultado verdadeiramente surpreendente”, disse o Dr. Dave Clements, do Imperial College London, em um comunicado. “Começamos observando como os buracos negros crescem com o tempo e podemos ter encontrado a resposta para um dos maiores problemas da cosmologia”.

O principal obstáculo para entender a energia escura pode ser resumido a uma pergunta: se existe uma força separando o universo, por que vemos a gravidade atraindo objetos? A única coisa que sabemos sobre a energia escura é que ela parece se aplicar pelo menos fortemente, apenas em uma escala muito grande, então outras forças dominam mais de perto.

Os buracos negros supermassivos são um caso de teste interessante – eles sugam material de distâncias tão vastas que podemos ver a transição entre o domínio da gravidade e a energia escura obscurecida por objetos menores.

O crescimento dos buracos negros é muito lento e errático para rastrear sua velocidade pelo que vemos acontecendo. No entanto, comparando a massa de uma amostra de buracos negros distantes, como eram há bilhões de anos, com a massa de buracos negros que nos cercam em galáxias próximas, podemos ter uma ideia da taxa média de crescimento.

Uma equipe de astrofísicos relata que as amostras próximas têm em média 7 a 20 vezes a massa daquelas observadas há nove bilhões de anos, em relação ao tamanho de suas galáxias. Estas são taxas de crescimento que não correspondem ao que sabemos sobre as taxas de fusão e absorção de estrelas que chegam muito perto, menos a evaporação devido à radiação de Hawking.

No entanto, se os buracos negros contiverem energia de vácuo, associada à expansão do universo, eles crescerão mais rapidamente. Os autores calcularam que, se os buracos negros supermassivos no centro das galáxias produzem energia escura, isso explica a maior parte do que pensamos existir. Buracos negros estelares em discos galácticos, e possivelmente halos, podem explicar o resto.

“Na verdade, estamos dizendo duas coisas ao mesmo tempo: há evidências de que soluções típicas de buracos negros não funcionam para você a longo prazo, e temos a primeira proposta de fonte astrofísica de energia escura”, disse o Dr. Duncan Farra, da Universidade do Havaí.

Uma declaração tão importante, sem dúvida, estará sujeita a mais escrutínio do que um artigo regular, e os autores reconhecem essa possibilidade. Eles também oferecem testes que podem confirmar ou refutar sua teoria.

Artigos publicados no The Astrophysical Journal e The Astrophysical Journal Letters