Físico desafia Einstein e propõe que buracos negros são estrelas congeladas

Um dos maiores avanços da Física é a Relatividade Geral de Albert Einstein que descreve a gravidade como sendo uma distor��ão do espaço-tempo. Com a teoria da Relatividade Geral, Einstein expandiu ainda mais o campo da Física com a descrição da interação mais importante em escala astronómica. Além da gravidade, a teoria de Einstein conseguiu descrever objetos no Universo que nem sabia sobre a existência antes.

O primeiro caso aconteceu quando Karl Schwarzschild encontrou uma solução para as equações de Einstein que ficou conhecida como métrica de Schwarzschild. O interessante é que a métrica descrevia que, para uma dada massa de um objeto, nem mesmo a luz conseguiria escapar de um dado raio. A solução de Schwarzschild descrevia a Física de um objeto que mais tarde ficaria conhecido como buraco negro. Nem mesmo Einstein ou Schwarzschild acreditavam que seria possível um objeto deste tipo existir.

Mais de um século mais tarde, a colaboração EHT registou as duas primeiras fotos de buracos negros que mostravam que estes objetos existem. No entanto, um novo trabalho de um físico da Universidade de Ben-Gurion discute que buracos negros podem, na verdade, ser estrelas congeladas que interagem de forma semelhante à descrita por Schwarzschild. E estrelas congeladas poderiam até mesmo resolver vários mistérios em torno dos buracos negros.

Buracos negros

Quando uma estrela massiva chega ao fim da vida, ela entra num processo de supernova onde parte do seu interior colapsa num ponto chamado singularidade. A singularidade seria onde toda a massa estaria colapsada e dependendo do valor desta massa, há um raio que define uma região chamada de horizonte de eventos. Esta região determina o ponto que nem mesmo a luz conseguiria escapar.

Há diferentes classificações para buracos negros que se baseiam em 2 propriedades: a sua massa e o seu spin. Classificações com base na massa envolvem os buracos negros supermassivos e estelares. Já classificações baseadas no spin envolvem os buracos negros de Schwarzschild e buracos negros de Kerr. No centro de cada galáxia, há um buraco negro supermassivo que geralmente é considerado como buraco negro de Kerr.

Primeira foto de um buraco negro

Em abril de 2019, a colaboração Event Horizon Telescope divulgou a primeira imagem de um buraco negro. O buraco negro da foto é chamado de M87* e está localizado no centro da galáxia Messier 87 a aproximadamente 55 milhões de anos luz da Via Láctea. O buraco negro possui uma massa estimada de 7 biliões de vezes a massa do Sol e registos anteriores mostram que ele possui um jato relativístico indicando que é possível ter spin.

Em 2022, o EHT divulgou a segunda foto que desta vez era do buraco negro Sgr A* no centro da Via Láctea. As duas fotos mostraram um pouco da dinâmica destes objetos no centro das galáxias e deram um registo direto da existência dos objetos que até então tinham tido apenas observações indiretas. Ambos os artigos discutem a Física envolvida em cada foto e argumentam como ambos os registos confirmam a Teoria da Relatividade Geral de Einstein.

Paradoxos

A existência dos buracos negros também traz problemas como paradoxos que não possuem solução. Um dos mais famosos é o paradoxo de informação de buraco negro que discute sobre como a informação é conservada. O paradoxo da informação acontece porque enquanto a informação seria perdida uma vez dentro do buraco negro, há leis que dizem que a informação deve ser conservada. Isto é um problema em aberto dentro da Física.

Outro problema em relação aos buracos negros é a existência da singularidade onde a densidade e a curvatura do espaço-tempo tendem ao infinito. O grande problema é que a Física não lida bem com infinitos, necessitando de outras áreas dentro da Física que não estão estabelecidas. Uma dessas áreas é a Gravitação Quântica que é proposta como a solução que descreve o mundo do micro em situações de extrema gravidade.

Estrelas congeladas

Para solucionar estes paradoxos, um grupo de físicos propõe a ideia de que buracos negros seriam estrelas congeladas. Estes objetos seriam o remanescente de estrelas massivas que entraram em supernova e não emitiriam luz. Elas teriam fenómenos idênticos aos dos buracos negros mas sem a presença de uma singularidade no interior. Mesmo o horizonte de eventos seria semelhante a uma estrela congelada.

Fenómenos como a dilatação temporal e a extrema gravidade seriam semelhantes e para um observador externo, poderiam ser vistas como buracos negros. Como estes fenómenos não possuiriam um horizonte de eventos, seria possível que a luz que entrasse conseguisse escapar, evitando também o paradoxo de informação. Estes fenómenos não seriam pontos de não retorno como o horizonte de eventos de um buraco negro é.

Buracos negros existem?

O astrónomo Carl Sagan uma vez afirmou que alegações extraordinárias necessitam de evidências extraordinárias. O caso das estrelas congeladas é um exemplo desta citação de Sagan. Para confirmar a hipótese serão necessárias evidências e observações extremamente precisas que consigam explicar todos os efeitos conhecidos até hoje. A Teoria da Relatividade Geral ainda permanece como uma teoria bem estabelecida e passou pelo método científico várias vezes.

Referência da notícia:

Bronstein et al. 2024 Thermodynamics of frozen stars Physical Review D