Os buracos negros podem ser criados a partir de luz pura? Novo estudo desafia teoria

Aperte coisas suficientes em um só lugar e o próprio espaço-tempo se enrugará em um doce beijo cósmico conhecido como buraco negro.

(Chris Rogers/Imagens Getty) 

No que diz respeito às somas de Einstein, essa “coisa? inclui o brilho sem massa da radiação eletromagnética. Dado E = mc2, que descreve a equivalência entre massa e energia, a própria energia da luz deveria – em teoria – ser capaz de criar um buraco negro se uma quantidade suficiente dela estiver concentrada num ponto.

Antes de usar os grandes lasers e fazer alguns buracos nas tábuas do chão do Universo, há uma coisa que os pesquisadores da Universidade Complutense de Madrid, na Espanha, e da Universidade de Waterloo, no Canadá, querem que você saiba.

Algo chamado efeito Schwinger pode tornar tudo impossível antes mesmo de você começar.  A teoria geral da relatividade de Einstein é uma descrição da distorção do espaço e do tempo em relação à presença de energia, como a contida por uma massa.

Coloque massa suficiente em um ponto e a distorção se tornará tão extrema que nada – nem mesmo a luz – escapará.

Em meados da década de 1950, o físico teórico americano John Wheeler descobriu que não havia nada na teoria de Einstein que descartasse a possibilidade de que a energia dentro de uma concentração suficiente de ondas gravitacionais ou eletromagnéticas pudesse deformar o espaço-tempo o suficiente para manter essas mesmas ondas presas no lugar.

Ele chamou esse objeto exótico de geon e o considerou uma espécie de partícula hipotética e altamente instável.

Hoje, os geons são uma relíquia de uma era de reflexões científicas que também nos deu buracos de minhoca e buracos brancos; brinquedos teóricos que nos dizem mais sobre os limites dos modelos matemáticos do que sobre a realidade física.

No entanto, uma forma de geon que Wheeler chamou de “kugelblitz? aparece de vez em quando na ficção científica como uma fantástica fonte de energia. Alemão para ‘relâmpago esférico’, esses pequenos buracos negros do tamanho de prótons foram propostos para se formar no foco intenso de feixes de luz incrivelmente energéticos, como um laser futurista de alta potência.

Embora a relatividade geral dê luz verde ao kugelblitze, a física quântica tem suas dúvidas. 

Assim, o físico teórico Álvaro Álvarez-Domínguez, da Universidade Complutense de Madrid, e a sua equipe analisaram os números sobre o comportamento dos campos electromagnéticos à medida que a sua energia sobe a níveis extremos.

A paisagem quântica é como um cassino onde ondas de possibilidades ondulam constantemente como roletas ininterruptas. Apostas pequenas raramente compensam, mas se você acumular dinheiro suficiente em qualquer mesa, terá uma vitória quase garantida.

Da mesma forma, um forte campo eletromagnético em um espaço vazio quase garante que pares de elétrons e pósitrons emergirão da agitação quântica de infinitas possibilidades.

Num artigo que ainda não foi revisto por pares, Álvarez-Domínguez e a sua equipe mostraram que este fenómeno conhecido como efeito Schwinger impediria a formação de kugelblitze, cujo tamanho varia desde quase o dobro do tamanho de Júpiter até uma fração do tamanho de Júpiter.

Com efeito, acumular toda essa luz num só ponto forneceria a energia necessária para que pares de partículas carregadas surgissem e voassem perto da velocidade da luz, evitando que a crescente covinha no espaço-tempo desenvolvesse a definição do horizonte de eventos de um buraco negro.

“A nossa análise sugere fortemente que a formação de buracos negros exclusivamente a partir da radiação electromagnética é impossível, quer pela concentração de luz num hipotético ambiente laboratorial, quer em fenómenos astrofísicos que ocorrem naturalmente”, escreve a equipe na sua análise.

Isso não descarta completamente a possibilidade.

Os investigadores admitem que as coisas poderiam ter sido diferentes nas “condições excepcionalmente extremas? do Universo primordial. Outras formas de geón, como as baseadas em ondas gravitacionais, continuam sendo uma curiosidade que também poderia ter existido no cosmos nascente, há bilhões de anos.

Aqueles que estão apostando em uma espaçonave movida a kugelblitz para levá-los às estrelas agora talvez tenham que voltar à prancheta.

Sciencealert.com