Fusão de buracos negros mais barulhenta já detectada confirma teoria de Stephen Hawking

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Em 2015, uma das ideias centrais da teoria da relatividade geral de Albert Einstein foi comprovada. Na ocasião, cientistas registraram pela primeira vez ondas gravitacionais, minúsculas ondulações no espaço-tempo previstas por ele quase um século antes, abrindo uma nova forma de explorar o Universo.

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Agora, no aniversário de 10 anos dessa conquista, uma descoberta publicada na revista Physical Review Letters, permite testar uma ideia ousada de outro grande ícone, o físico Stephen Hawking, famoso por seus estudos sobre buracos negros.

Em poucas palavras:

• Cientistas detectaram uma fusão de dois buracos negros gigantes a mais de um bilhão de anos-luz;
• Denominado GW250114, o sinal foi quase quatro vezes mais nítido que o primeiro descoberto;
• Atualizações tecnológicas permitiram calcular áreas e spins dos buracos negros envolvidos;
• Resultado confirmou a previsão de Hawking de que a área final nunca diminui;
• Descoberta amplia as possibilidades de exploração cósmica.

Primeira detecção de ondas gravitacionais rendeu Nobel de Física

Ondas gravitacionais são vibrações que viajam à velocidade da luz, provocadas por eventos cósmicos extremos, como a fusão de buracos negros ou estrelas de nêutrons. A primeira observação aconteceu em 14 de setembro de 2015, quando o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferometria a Laser (LIGO), nos EUA, captou o sinal GW150914. Ele se originou da colisão de dois buracos negros, cada um com mais de 30 vezes a massa do Sol, a mais de um bilhão de anos-luz.

Além de confirmar uma previsão fundamental da teoria da relatividade geral de Einstein, a detecção rendeu o Prêmio Nobel de Física de 2017 a Rainer Weiss, Barry Barish e Kip Thorne. Desde então, mais de 300 sinais semelhantes foram identificados pelos detectores LIGO, Virgo (Itália) e KAGRA (Japão), dobrando recentemente o número de eventos conhecidos.

A equipe internacional que reúne esses observatórios, com participação do centro australiano OzGrav, acaba de anunciar um novo registro: o GW250114. Ele lembra muito o primeiro sinal, mas a tecnologia atual tornou a detecção quase quatro vezes mais nítida, permitindo análises mais detalhadas.

De acordo com um comunicado, foi essa clareza que possibilitou colocar à prova uma das principais teorias de Hawking. Na década de 1970, ele e o físico Jacob Bekenstein propuseram que a área do horizonte de eventos de um buraco negro – a região de onde nada escapa – nunca diminui. Em termos simples, buracos negros não encolhem.

Leia mais:

• Ondas gravitacionais permitem medição inédita do “chute” de um buraco negro
• Buraco negro mais antigo do Universo pesa 300 milhões de vezes mais que o Sol
• Nanonaves do futuro podem confirmar (ou não) o que sabemos sobre buracos negros

GW250114 é a maior prova de que buracos negros só aumentam

Bekenstein também mostrou que a área do horizonte está ligada à entropia, que mede a desordem do Universo. Como a segunda lei da termodinâmica afirma que a entropia sempre aumenta, a área dos buracos negros também deve crescer. Hawking formulou matematicamente essa ideia na chamada “lei da área de Hawking”.

Colisões de buracos negros são o cenário ideal para testar essa ideia. Medindo a massa e a rotação (spin) dos objetos antes e depois da fusão, os cientistas podem calcular se a área total final realmente supera a soma das áreas iniciais.

Os resultados do evento GW250114 confirmaram com precisão inédita que a área do buraco negro final é maior que a soma das originais. É a prova mais sólida até hoje da lei da área de Hawking, reforçando que esses titãs cósmicos seguem uma lógica simples, regida por massa e spin.

A expectativa é que futuras medições de ondas gravitacionais possam examinar teorias ainda mais ousadas e, quem sabe, ajudar a desvendar mistérios como a matéria escura e a energia escura, que continuam desafiando a ciência.