Em 1963, o matemático Roy Kerr encontrou uma solução para as equações de Einstein que descreviam com precisão o espaço-tempo.
Lembre-se de que o momento angular é umuma quantidade que caracteriza a quantidade de movimento rotacional e depende de quanta massa gira, como ela é distribuída no espaço e com que velocidade angular a própria rotação ocorre.
O que são buracos negros?
Existem quatro tipos conhecidos de buracos negros que ajudamapresentar soluções para as equações de Einstein que descrevem a força da gravidade na teoria geral da relatividade. Dois deles giram: estes são os buracos negros de Kerr e Kerr-Newman.
Foto: ESO/M. Kornmesser, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons
Os buracos negros de Kerr são nomeados em homenagem ao famosomatemático Roy Kerr. Foi ele quem encontrou soluções para as equações que descreviam o comportamento de um buraco negro em rotação. Posteriormente, eles foram complementados por Ezra Newman. Ele descreveu com precisão a geometria do espaço-tempo, na qual havia um objeto massivo, caracterizado pelo movimento rotacional. É o último fator que distingue os buracos negros de Kerr-Newman dos buracos de Schwarzschild, que geralmente são estáticos. Além disso, os buracos negros de Kerr-Newman têm uma ergosfera. Lembre-se de que esta é uma região do espaço-tempo próxima a um buraco negro em rotação, localizado entre o horizonte de eventos e o limite estático. Objetos dentro da ergosfera inevitavelmente giram com o buraco negro devido ao efeito Lense-Thirring.
Qual é o problema?
Se um buraco negro é estável, eventualmenteretornará à descrição matemática de Kerr mesmo depois de ser duramente atingido por ondas gravitacionais. Se esses gigantes espaciais fossem instáveis, a teoria da gravidade de Einstein teria que ser alterada em um nível fundamental, e a comunidade científica teria que revisar todo o conhecimento sobre gigantes espaciais. Tudo sugeria que a estabilidade de Kerr era justificada, mas não podia ser provada.
O que os cientistas descobriram?
Para resolver o problema, os cientistas analisaram a questãosobre se as ondas gravitacionais caindo em um buraco negro podem mudá-lo ou destruí-lo completamente. Por exemplo, imagine um copo de vinho, escreve a Quanta Magazine. Ele começará a vibrar e até quebrar se ondas sonoras suficientes forem direcionadas a ele, correspondendo exatamente à frequência de ressonância da capacitância. Como resultado, os físicos se perguntaram se um fenômeno semelhante do tipo ressonância poderia ocorrer quando as ondas gravitacionais atingem um buraco negro.
Foto: NASA Goddard Space Flight Center
No estudo, os cientistas apresentaram queocorrerá se uma onda gravitacional cruzar o horizonte de eventos de um buraco negro de Kerr e acabar “dentro” dele. Cálculos mostraram que isso poderia alterar sua massa e rotação, mas ainda seria o objeto descrito pelas equações de Kerr.
Assim, os pesquisadores mostraram que lentamenteOs buracos negros em rotação não “colapsam” como resultado de uma pequena exposição às ondas gravitacionais. Os teóricos esperam que nos próximos anos generalizem os seus resultados para o caso do momento angular arbitrário.
Qual é o resultado final?
Até agora, a estabilidade foi comprovada apenas paraburacos negros girando lentamente, onde a razão entre o momento angular do buraco negro e sua massa era muito menor que 1. Quanto aos objetos girando rapidamente, os cientistas não tinham tanta certeza. Além disso, os físicos não sabiam quão pequena deve ser a razão entre o momento angular e a massa para fornecer a mesma estabilidade.
Considerando que há apenas um passo em sua longaA prova é baseada na suposição de pequeno momento angular, Sergiu Kleinerman da Universidade de Princeton, co-autor do estudo, observou que "não seria de todo surpreendente se, até o final da década, uma resolução completa da hipótese de Kerr de estabilidade aparece."
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Foto da capa: ESO/L. Calçada, CC BY 4.0, Wikimedia Commons