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Um time de pesquisadores da Universidade de Cornell, nos Estados Unidos, publicou um estudo que teoriza a existência de uma “molécula gravitacional” que coexiste na órbita de dois buracos negros, de forma similar ao que se vê com elétrons ao redor do hidrogênio. Segundo os especialistas, o comportamento desta estranha partícula pode nos levar a melhores compreensões sobre a identidade da chamada matéria escura e a natureza do espaço-tempo.
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Matéria escura é o nome atribuído por astrônomos a um tipo de matéria responsável por cerca de 27% da densidade de energia de todo o universo, que não interage sob nenhuma forma com outras matérias, exceto pelo campo gravitacional. Desta forma, ela não pode ser propriamente “vista” e sua identificação se dá pela influência que ela exerce em outros objetos em seu campo gravitacional.
Matéria escura pode ser ponto-chave de uma nova descoberta teorizada por cientistas americanos. Imagem: Marcel Drechsler/Shutterstock
Dentro do jargão astronômico, nós podemos descrever uma partícula elementar – como um elétron – por três variáveis: massa, rotação e carga elétrica. Estes mesmos três pilares também servem para descrever buracos negros no espaço. Um átomo, por exemplo, pode ser escrito como um pequeno núcleo envolvido por um campo de elétrons. O campo, por sua vez, responde o núcleo, permitindo que elétrons apareçam em situações e áreas específicas.
De forma similar, você pode descrever um buraco negro da mesma forma: esse fenômeno é geralmente atrelado à palavra “singularidade”, que cientistas afirmam ser o ponto onde a massa e o campo gravitacional de um objeto no espaço torna-se infinito. Agora, imagine essa singularidade como um núcleo envolvido por um campo escalar (uma ferramenta matemática que nos permite saber o que esperar conforme viajamos de um ponto a outro no universo), tal qual vimos com o exemplo do átomo e seu campo de elétrons.
Neste cenário, os cientistas argumentam que o campo escalar responde à presença do buraco negro, permitindo que partículas correspondentes apareçam em certas regiões tal qual um elétron. Mais além, assim como moléculas diatômicas (dois elétrons na mesma molécula), os campos escalares também podem ser observados ao redor de dois buracos negros.
Basicamente, os especialistas descobriram que os campos escalares “imitam” o comportamento visto no exemplo do átomo, conferindo à partícula descoberta o apelido de “molécula gravitacional”.
Imagem conceitual de um buraco negro. Fonte: Reprodução / Nasa
Natureza da matéria escura
O estudo completo, publicado no Arxiv, tem muito mais detalhes para os entusiastas das pesquisas do espaço, mas o argumento prático desta descoberta é o de que, hoje, nós não temos a menor compreensão da natureza da matéria escura e da energia gerada por ela, mas há quem argumente que ambas sejam feitas em um ou mais campos escalares.
Se este for mesmo o caso, então isso significaria que a matéria escura viria a existir ao redor de um sistema binário de buracos negros. Entretanto, estes corpos não são infinitos: eventualmente, dois buracos negros se colidirão e passarão por uma fusão, formando um único buraco negro. Os campos escalares que supostamente formam a matéria escura afetariam as ondas gravitacionais formadas por tais colisões, o que significa que nós poderíamos, em tese, detectar energia e matéria escuras com maior sensibilidade e precisão.
Finalmente, se a existência das moléculas gravitacionais acabar sendo comprovada, futuramente nós podemos adquirir a capacidade de entender melhor os campos mais escondidos do universo.
Fonte: Arxiv
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