Uma das teorias mais famosas de Stephen Hawking sobre a matéria escura - que essa substância misteriosa e invisível é composta de buracos negros primordiais - sofreu recentemente um grande golpe. Essa conclusão vem de um enorme telescópio que capturou uma imagem de uma galáxia inteira de uma só vez.
As descobertas não descartam completamente a famosa noção de Stephen Hawking. Mas eles sugerem que os buracos negros primordiais teriam que ser verdadeiramente minúsculos para explicar a matéria escura.
Mistério da matéria escura
Matéria escura é o nome dado pelos físicos para explicar um fenômeno particularmente misterioso: tudo no universo se move, orbita e gira como se houvesse mais massa do que podemos detectar. As explicações para a matéria escura variam de partículas fantasmagóricas chamadas neutrinos a partículas desconhecidas, a novas leis da física. Na década de 1970, Stephen Hawking e seus colegas teorizaram que o Big Bang pode ter criado um grande número de buracos negros relativamente pequenos - cada um do tamanho de um próton. Esses minúsculos buracos negros antigos seriam difíceis de ver, mas exerceriam uma grande força gravitacional sobre outros objetos - as duas propriedades conhecidas da matéria escura.
Buracos negros não emitem luz, no entanto, buracos negros supermassivos, como o do coração da galáxia Messier 87, são cercados por discos brilhantes de matéria quente. Os buracos negros primordiais, no entanto, são bilhões de vezes menores e não têm matéria visível e brilhante ao seu redor. Em vez disso, procurar pequenos buracos negros significa procurar lugares onde seus poderosos campos gravitacionais dobram a luz - um fenômeno chamado microlente.
Os telescópios encontram buracos negros microlentes tirando muitas fotos diferentes de uma estrela ao longo do tempo. Um buraco negro que passa na frente dessa estrela distorce sua luz, fazendo-a brilhar; quanto menor o buraco negro, mais rápido o flash. "Se um objeto de microlente possui, digamos, uma massa solar", disse Takada à Live Science, referindo-se à massa do sol ", a escala de tempo é de alguns meses ou um ano". Mas os buracos negros primordiais que procuravam tinham apenas uma pequena fração dessa massa, aproximadamente a massa da lua. Isso significa que seus flashes seriam muito mais curtos. O HSC é "único", disse Takada, na medida em que permite capturar imagens de todas as estrelas da galáxia de Andrômeda de uma só vez, com intervalos de exposição incrivelmente rápidos (para astrônomos) - cada intervalo dura apenas 2 minutos.
Takada e sua equipe tiraram cerca de 200 fotos da galáxia de Andrômeda durante 7 horas em uma noite clara. Eles encontraram apenas um evento potencial de microlente. Se os buracos negros primordiais constituíam uma fração significativa da matéria escura, disse Takada, eles deveriam ter visto aproximadamente 1.000 sinais de microlente.
"Microlentes são o padrão-ouro para detectar buracos negros ou descartá-los", disse Simeon Bird, físico de buracos negros da Universidade da Califórnia - Riverside, que não participou do trabalho. "Este trabalho descarta os buracos negros primordiais como matéria escura em uma variedade de massas onde as restrições anteriores não eram tão fortes nem tão robustas quanto esta nova. É um resultado muito bom".
Este foi o prego final no caixão? A teoria de Hawking está realmente morta? Não é assim, de acordo com Bird e Takada, que dizem que os buracos negros primordiais de uma certa gama de massas ainda não foram totalmente eliminados como candidatos.
"Ainda existem algumas massas onde as restrições são fracas, cerca de 20 a 30 massas solares", disse Bird à Live Science. "Ainda pode haver 1% a 10% da matéria escura ... e ainda há uma janela em massas mais baixas, como a massa de um asteróide muito pequeno".
"Nossos físicos estão muito animados porque ainda há uma janela", disse Takada. Os dados não podem descartar aqueles minúsculos buracos negros porque os flashes desses buracos negros seriam muito curtos ", então precisamos pensar em outro método para fazê-lo".
Houve, no entanto, um "flash" detectado em sua pesquisa. Embora fosse um resultado único e preliminar, poderia acabar sendo incrivelmente importante: a primeira detecção de um buraco negro primordial, que seria uma validação inovadora de alguns dos trabalhos de Hawking.
"Apenas uma observação não é tão convincente", disse Takada. "Precisamos de mais observações para confirmar. Se fosse mesmo, deveríamos continuar a encontrar a mesma coisa", pois continuam a usar o HSC para procurar mais microlentes.
