Physical Address
304 North Cardinal St.
Dorchester Center, MA 02124
Os buracos negros podem se dividir em dois – mas apenas se girarem em velocidades extremas
Os cientistas sabem há muito tempo que quando dois buracos negros colidem, eles se fundem para criar um buraco negro mais massivo. Esses eventos são tão violentos que fazem a própria estrutura do espaço vibrar com ondulações chamadas ondas gravitacionais.
Agora, uma nova pesquisa sugere que o oposto também pode acontecer: buracos negros pode ser capaz de se dividir em dois. Mas isso só pode acontecer se o buraco negro progenitor estiver girando na velocidade máxima possível. Essa velocidade evita que os buracos negros caiam imediatamente uns sobre os outros.
Existem leis físicas em vigor que geralmente evitar que os buracos negros se dividam em dois; a equipe por trás desta pesquisa investigou se existem condições em que essas leis possam ser temporariamente contornadas.
Um dos principais aspectos da física que impede a bifurcação dos buracos negros vem termodinâmica. Os buracos negros possuem uma característica chamada “entropia”, que é essencialmente uma medida de desordem dentro de um sistema.
Imagine uma caixa de giz de cera de uma criança. Quando a entropia é baixa, os giz de cera ficam bem organizados por cor. À medida que a entropia aumenta, os lápis ficam espalhados e não estão mais em ordem. Para colocar os giz de cera em ordem, é necessário que os pais coloquem energia no sistema e reordenem os giz de cera de maneira organizada. Em outras palavras, a entropia de um sistema não pode ser reduzida sem alguma intervenção e adição de energia externa a esse sistema. Ser pai seria um pouco mais fácil se pudesse.
Um buraco negro dividido em dois representaria uma diminuição da entropia, fortemente desfavorecida pelas leis da termodinâmica, mas apenas se o buraco negro não estivesse em rotação. A situação poderia ser diferente para um buraco negro em rotação rápida.
Esta equipe de cientistas descobriu que existe uma lacuna para esse tipo de buraco negro.
“Os dois buracos negros resultantes também devem ser capazes de se separar, em vez de voltarem imediatamente a ficar juntos”, disse Francesco Sannino, membro da equipa, da Universidade de Nápoles Federico II, em Itália. disse em um comunicado. “Quando incluímos este requisito, a janela fecha-se novamente, exceto, possivelmente, para os buracos negros que giram perto da sua taxa máxima possível.”
Calças buraco negro?
A equipe calculou como essa divisão do buraco negro poderia ocorrer, descobrindo que a divisão do limite externo do buraco negro, ou “horizonte de eventos”, prossegue em uma forma estranhamente parecida com uma calça, com um buraco negro resultante deslizando por cada “perna”.
Eles chamaram isso de “topologias de calças”.
Os investigadores também determinaram que é mais provável que ocorra uma divisão se um dos buracos negros resultantes for consideravelmente menor do que o seu gémeo recém-nascido.
“Ainda não podemos dar uma única probabilidade de um buraco negro se dividir. Depende de como a gravidade se comporta além Teoria de Einsteine estamos trabalhando para quantificar isso”, disse Sannino. “Esperamos que pequenos buracos negros primordiais sejam mais propensos à divisão do que buracos negros astrofísicos muito maiores.”
Sannino acrescentou que essas divisões de buracos negros podem ser detectáveis em luz de alta energia chamada raios gama.
“Podemos detectar uma divisão indiretamente: telescópios de raios gama como o Fermi-LAT podem procurar sinais de pequenos fragmentos de buracos negros que podem se formar durante as fusões”, concluiu o pesquisador.
A pesquisa da equipe foi publicada em 22 de outubro na revista Revisão Física D.
