Pesquisadores sugerem que buracos negros emparelhados puxados pela expansão cósmica podem parecer uma entidade

Uma pequena equipe de astrofísicos e matemáticos da Universidade de Southampton, da Universidade de Cambridge e do Institut de Ci'encies del Cosmos Universitat de Barcelona propôs que certos pares de buracos negros separados pela expansão cósmica poderiam ser confundidos com um único buraco negro de massa igual. buraco negro.

Gráfico de contorno mostrando os conjuntos de níveis da função de lapso N . O horizonte cosmológico é o semicírculo preto sólido externo. Os eixos do horizonte apresentam os horizontes dos dois buracos negros como linhas magenta sólidas e os eixos externo e interno como linhas pretas tracejadas. O quadrado verde é onde N assume seu valor máximo. Crédito: Cartas de Revisão Física (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.131401 

No seu artigo publicado na revista Physical Review Letters , o grupo explica por que tal emparelhamento, apesar dos teoremas que mostram que tais soluções binárias não poderiam existir, não violaria a teoria da relatividade geral de Einstein .

Pesquisas anteriores mostraram que existe apenas uma solução para a teoria da relatividade de Einstein no que se refere aos buracos negros . Tais descobertas sugeriram que os buracos negros devem, portanto, ser todos idênticos. Mas pesquisas mais recentes mostraram que há exceções que podem ser feitas sem violar a teoria da equação única. A teoria da equação única só se aplica, por exemplo, em cenários onde não há outra energia que possa impactar o sistema.

Tais sistemas também estariam necessariamente em estado de equilíbrio, o que significa que não estariam em movimento nem em rotação. Assim, um caso em que um buraco negro consumisse matéria carregada, resultando na ativação de um campo em torno do buraco negro, não seria contabilizado pela fórmula única. Isso seria explicado por outros teoremas, no entanto.

Outro caso interessante é a situação de dois buracos negros que se repelem de maneiras exatamente iguais à sua atração gravitacional – eles existiriam a uma certa distância um do outro, incapazes de se aproximarem ou se afastarem mais. Nesse cenário, foi demonstrado que os dois buracos negros seriam indistinguíveis de um único buraco negro, o que permitiria que fossem considerados como uma entidade única ao usar a fórmula de solução única coberta pela relatividade geral.

Neste novo esforço, os investigadores descobriram uma situação semelhante para um par de buracos negros que são unidos pela gravidade, mas também separados em igual medida pela expansão cósmica. Assim, eles também seriam mantidos em estase permanente. Neste caso, a equipa de investigação mostrou, através de matemática complicada envolvendo buracos negros com rotações opostas, que tal arranjo poderia existir e que não violaria a relatividade geral porque poderia ser contado como uma entidade única, embora por razões diferentes

Fonte: phys.org