O QUE ACONTECE QUANDO OS BURACOS NEGROS COLIDEM?

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O sinal de uma teoria científica verdadeiramente grande é pelos resultados que ela prevê quando você executa experimentos ou realiza observações. E uma das maiores teorias já propostas foi o conceito de Relatividade, descrito por Albert Einstein no início do século XX.

Além de nos ajudar a entender que a luz é o limite máximo de velocidade do Universo, Einstein descreveu a própria gravidade como uma distorção do espaço-tempo.

Ele fez mais do que apenas fornecer um monte de novas explicações elaboradas para o Universo, propôs uma série de testes que poderiam ser feitos para descobrir se suas teorias estavam corretas.

Um teste, por exemplo, explicou completamente por que a órbita de Mercúrio não correspondia às previsões feitas por Newton. Outras previsões poderiam ser testadas com os instrumentos científicos do dia, como medir a dilatação do tempo com relógios em movimento rápido.

Como a gravidade é na verdade uma distorção do espaço-tempo, Einstein previu que objetos maciços que se deslocam no espaço-tempo deveriam gerar ondulações, como ondas se movendo pelo oceano.

Apenas andando, você deixa um rastro de ondas gravitacionais que comprimem e expandem o espaço ao seu redor. No entanto, essas ondas são incrivelmente pequenas. Somente os eventos mais energéticos de todo o Universo podem produzir ondas que podemos detectar.

Demorou mais de 100 anos para finalmente se provar verdadeira, a detecção direta de ondas gravitacionais. Em fevereiro de 2016, físicos do Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro a Laser, ou LIGO, anunciaram a colisão de dois buracos negros maciços a mais de um bilhão de anos-luz de distância.

Qualquer tamanho de buraco negro pode colidir. Buracos negros simples e estelares de massa estelar ou buracos negros supermassivos. Mesmo processo, apenas em uma escala completamente diferente.

Vamos começar com os buracos negros de massa estelar. É claro que elas se formam quando uma estrela com muitas vezes a massa de nosso Sol morre em uma supernova. Assim como estrelas regulares, essas estrelas massivas podem estar em sistemas binários.

Imagine uma nebulosa estelar onde um par de estrelas binárias se forma. Mas, diferentemente do Sol, cada um deles é um monstro com muitas vezes a massa do Sol, gastando milhares de vezes mais energia. As duas estrelas orbitarão uma à outra por apenas alguns milhões de anos, e então uma será detonada como uma supernova. Agora você terá uma estrela enorme orbitando um buraco negro. E então a segunda estrela explode, e agora você tem dois buracos negros orbitando um ao redor do outro.

À medida que os buracos negros se enrolam, eles irradiam ondas gravitacionais que causam a sua órbita decair. Isso é meio que preocupante, na verdade. Os buracos negros convertem seu momento em ondas gravitacionais.

À medida que seu momento angular diminui, eles espiralam para dentro até realmente colidirem. O que deveria ser uma das explosões mais enérgicas do universo conhecido é completamente escuro e silencioso, porque nada pode escapar de um buraco negro. Sem radiação, sem luz, sem partículas, sem gritos, nada. E se você misturar dois buracos negros, obterá um buraco negro mais maciço.

As ondas gravitacionais ondulam a partir desta colisão importante como ondas no oceano, e são detectáveis por mais de um bilhão de anos-luz.

Foi exatamente o que aconteceu no início deste ano com o anúncio do LIGO. Este instrumento sensível detectou as ondas gravitacionais geradas quando dois buracos negros com 30 massas solares colidiram a cerca de 1,3 bilhão de anos-luz de distância.

Este também não foi um evento único, eles detectaram outra colisão com outros dois buracos negros de massa estelar.

Buracos negros de massa estelar regular não são os únicos que podem colidir. Buracos negros supermassivos também podem colidir.

Pelo que podemos dizer, há um buraco negro supermassivo no coração de praticamente todas as galáxias do Universo. A da Via Láctea tem mais de 4,1 milhões de vezes a massa do Sol, e a do coração de Andrômeda é considerada 110 a 230 milhões de vezes a massa do Sol.

Em alguns bilhões de anos, a Via Láctea e Andrômeda vão colidir e iniciar o processo de fusão. A menos que o buraco negro da Via Láctea seja lançado no espaço profundo, os dois buracos negros vão acabar orbitando um ao outro.

Apenas com os buracos negros de massa estelar, eles irradiam o momento angular na forma de ondas gravitacionais e espiralam cada vez mais perto. Em algum momento, no futuro distante, os dois buracos negros se fundirão em um buraco negro ainda mais supermassivo.

A Via Láctea e Andrômeda se fundirão em Milkdromeda e, nos próximos bilhões de anos, continuarão a reunir novas galáxias, extrair seus buracos negros e esmagá-los no coletivo.

Buracos negros podem colidir absolutamente. Einstein previu as ondas gravitacionais que isso geraria, e agora o LIGO as observou pela primeira vez. À medida que ferramentas melhores são desenvolvidas, devemos aprender mais e mais sobre esses eventos extremos.