Físico desafia Einstein e propõe que buracos negros são estrelas congeladas

Um dos maiores avanços da Física é a Relatividade Geral de Albert Einstein que descreve a gravidade como sendo distorção do espaço-tempo. Com a teoria da Relatividade Geral, Einstein expandiu ainda mais o campo da Física com a descrição da interação mais importante em escala astronômica. Além da gravidade, a teoria de Einstein conseguiu descrever objetos no Universo que nem sabia sobre a existência antes.

O primeiro caso aconteceu quando Karl Schwarzschild encontrou uma solução para as equações de Einstein que ficou conhecida como métrica de Schwarzschild. O interessante é que a métrica descrevia que para uma dada massa de um objeto, nem mesmo a luz conseguiria escapar de um dado raio. A solução de Schwarzschild descrevia a Física de um objeto que mais tarde ficaria conhecido como buraco negro. Nem mesmo Einstein ou Schwarzschild acreditavam que seria possível um objeto do tipo existir.

Mais de 1 século mais tarde, a colaboração EHT registrou as duas primeiras fotos de buracos negros mostrando que esses objetos existem. No entanto, um novo trabalho de um físico da Universidade de Ben-Gurion discute que buracos negros podem, na verdade, ser estrelas congeladas que interagem de forma semelhante à descrita por Schwarzschild. E estrelas congeladas poderiam até mesmo resolver diversos mistérios em torno de buracos negros.

Buracos negros

Quando uma estrela massiva chega ao fim da vida, ela entra em um processo de supernova onde parte do seu interior colapsa em ponto chamado singularidade. A singularidade seria onde toda massa estaria colapsada e dependendo do valor dessa massa, há um raio que define uma região chamada de horizonte de eventos. Essa região determina o ponto que nem mesmo a luz conseguiria escapar.

Há diferentes classificações para buracos negros que se baseiam em 2 propriedades: sua massa e seu spin. Classificações com base na base envolve os buracos negros supermassivos e estelares. Já classificações baseadas no spin envolve os buracos negros de Schwarzschild e buracos negros de Kerr. No centro de cada galáxia, há um buraco negro supermassivo que geralmente é considerado como buraco negro de Kerr.

Primeira foto de um buraco negro

Em abril de 2019, a colaboração Event Horizon Telescope divulgou a primeira imagem de um buraco negro. O buraco negro da foto é chamado de M87* e está localizado no centro da galáxia Messier 87 a aproximadamente 55 milhões de anos luz da Via Láctea. O buraco negro possui uma massa estimada de 7 bilhões de vezes a massa do Sol e registros anteriores mostram que ele possui um jato relativístico indicando que é possível ter spin.

Em 2022, o EHT divulgou a segunda foto que desta era do buraco negro Sgr A* no centro da Via Láctea. As duas fotos mostraram um pouco da dinâmica desses objetos no centro das galáxias e dando um registro direto da existência dos objetos que até então havia apenas observações indiretas. Ambos os artigos discutem a Física envolvida em cada foto e argumenta como ambos os registros confirmam a Teoria da Relatividade Geral de Einstein.

Paradoxos

A existência dos buracos negros também traz problemas como paradoxos que não possuem solução. Um dos mais famosos é o paradoxo de informação de buraco negro que discute sobre como a informação é conservada. O paradoxo da informação acontece porque enquanto informação seria perdida uma vez dentro do buraco negro, há leis que dizem que informação deve ser conservada. Isso é um problema em aberto dentro da Física.

Outro problema em relação aos buracos negros é a existência da singularidade onde a densidade e curvatura do espaço-tempo tendem ao infinito. O grande problema é que a Física não lida bem com infinitos necessitando de outras áreas dentro da Física que não estão estabelecidas. Uma dessas áreas é a Gravitação Quântica que é proposta como a solução que descreve o mundo do micro em situações de extrema gravidade.

Estrelas congeladas

Para solucionar esses paradoxos, um grupo de físicos propõe a ideia que buracos negros seriam estrelas congeladas. Esses objetos seriam o remanescente de estrelas massivas que entraram em supernova e não emitiriam luz. Elas teriam fenômenos idênticos aos dos buracos negros mas sem a presença de uma singularidade no interior. Mesmo o horizonte de eventos seria semelhante a uma estrela congelada.

Fenômenos como dilatação temporal e extrema gravidade seriam semelhantes e para um observador externo, poderiam ser vistas como buracos negros. Como elas não possuiriam um horizonte de eventos, seria possível que luz que entrasse conseguisse escapar evitando também o paradoxo de informação. Elas não seria pontos de não retorno como o horizonte de eventos de um buraco negro é.

Buracos negros existem?

O astrônomo Carl Sagan uma vez afirmou que alegações extraordinárias necessitam de evidências extraordinárias. O caso das estrelas congeladas é um exemplo dessa citação de Sagan. Para confirmar a hipótese será necessário evidências e observações extremamente precisas que consigam explicar todos os efeitos conhecidos até hoje. A Teoria da Relatividade Geral ainda permanece como uma teoria bem estabelecida e passou pelo método científico diversas vezes.

Referência da notícia:

Bronstein et al. 2024 Thermodynamics of frozen stars Physical Review D