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MADRID 11 set. (EUROPA PRESS) -
Há muito tempo, os astrofísicos acreditam que os buracos negros explodem no final de suas vidas e que essas explosões ocorrem, no máximo, apenas uma vez a cada 100.000 anos.
Entretanto, uma nova pesquisa publicada na Physical Review Letters por físicos da Universidade de Massachusetts Amherst descobriu que há mais de 90% de chance de que uma dessas explosões de buracos negros possa ser observada nos próximos di< anos e que, se estivermos preparados, nossa atual frota de telescópios espaciais e terrestres poderá testemunhar o evento.
Essa explosão forneceria fortes evidências de um tipo de buraco negro teorizado, mas nunca observado, chamado de "buraco negro primordial", que poderia ter se formado menos de um segundo após o Big Bang, há 13,8 bilhões de anos.
Além disso, a explosão nos forneceria um catálogo definitivo de todas as partículas subatômicas existentes, incluindo aquelas que observamos, como elétrons, quarks e bósons de Higgs; aquelas sobre as quais temos apenas hipóteses, como as partículas de matéria escura; bem como tudo o mais que, até o momento, é completamente desconhecido para a ciência. Esse catálogo finalmente responderia a uma das perguntas mais antigas da humanidade: de onde vem tudo o que existe?
Sabemos que os buracos negros existem e temos uma boa compreensão de seu ciclo de vida: uma grande estrela antiga esgota seu combustível, implode em uma supernova maciça e deixa para trás uma zona de espaço-tempo com gravidade tão intensa que nada, nem mesmo a luz, pode escapar. Esses buracos negros são incrivelmente pesados e essencialmente estáveis.
Mas, como o físico Stephen Hawking apontou em 1970, outro tipo de buraco negro - um buraco negro primordial (PBH) - poderia ser criado não pelo colapso de uma estrela, mas a partir das condições primordiais do universo logo após o Big Bang. Os PBHs, assim como os buracos negros padrão, são tão densos que quase nada pode escapar deles, tornando-os "negros".
Entretanto, apesar de sua densidade, os PBHs podem ser muito mais leves do que os buracos negros que observamos até agora. Além disso, Hawking também demonstrou que os buracos negros têm uma temperatura e, em teoria, poderiam emitir partículas lentamente por meio do que hoje é conhecido como "radiação Hawking", se ficarem suficientemente quentes.
"Quanto mais leve for um buraco negro, mais quente ele deve ser e mais partículas ele emitirá. À medida que os PBHs evaporam, eles se tornam cada vez mais leves e, portanto, mais quentes, emitindo ainda mais radiação em um processo descontrolado até a explosão. É essa radiação Hawking que nossos telescópios podem detectar", disse a coautora Andrea Thamm, professora assistente de física da UMass Amherst, em um comunicado.
Entretanto, embora devêssemos ser capazes de fazê-lo, ninguém observou diretamente um PBH.
PODE SER VISTO COM OS TELESCÓPIOS ATUAIS
"Sabemos como observar essa radiação Hawking", disse Joaquim Iguaz Juan, pesquisador de pós-doutorado em física da UMass Amherst, em um comunicado. "Podemos vê-la com nossos telescópios atuais e, como os únicos buracos negros que podem explodir hoje ou em um futuro próximo são esses PBHs, sabemos que, se virmos a radiação Hawking, estamos vendo um PBH explodindo.
Embora os físicos, desde a época de Hawking, tenham considerado as chances de ver um PBH explodindo infinitamente baixas, Iguaz Juan ressalta que "nosso trabalho como físicos é desafiar as suposições estabelecidas, fazer perguntas melhores e desenvolver hipóteses mais precisas".
A nova hipótese da equipe é que é preciso estar preparado para ver a explosão. "Acreditamos que há até 90% de chance de presenciar uma explosão primária de buraco negro nos próximos 10 anos", diz Aidan Symons, um dos coautores do artigo e estudante de pós-graduação em física na UMass Amherst.
Em seu artigo, a equipe explora um "modelo de brinquedo de QED (Quantum Electro Dynamics) escuro". Esse modelo é essencialmente uma cópia da força elétrica usual como a conhecemos, mas inclui uma versão hipotética muito pesada do elétron, que a equipe chama de "elétron escuro".
A equipe reconsiderou as suposições de longa data sobre a carga elétrica dos buracos negros. Os buracos negros padrão não têm carga, e supunha-se que os buracos negros primários também fossem eletricamente neutros.
SUPOSIÇÃO DIFERENTE
"Fazemos uma suposição diferente", diz Michael Baker, coautor e professor assistente de física na UMass Amherst. "Mostramos que, se um buraco negro primordial se formar com uma pequena carga elétrica escura, o modelo de brinquedo prevê que ele deve se estabilizar temporariamente antes de finalmente explodir. Considerando todos os dados experimentais conhecidos, eles concluem que poderíamos observar uma explosão de PBH não a cada 100.000 anos, como se acreditava anteriormente, mas a cada 10 anos.
"Não estamos dizendo que isso ocorrerá com certeza nesta década", diz Baker, "mas pode haver 90% de chance de que isso aconteça. Como já temos a tecnologia para observar essas explosões, devemos estar preparados.
Iguaz Juan acrescenta: "Essa seria a primeira observação direta da radiação Hawking e de um PBH. Além disso, teríamos um registro definitivo de cada partícula que compõe o Universo. Isso revolucionaria completamente a física e nos ajudaria a reescrever a história do universo.
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