A detecção de um sinal cósmico de brevidade desconcertante deixa os astrofísicos perplexos. A sua forma atípica abre a porta a interpretações que ultrapassam os quadros convencionais.
Esta detecção, denominada GW190521, coloca sob tensão os modelos estabelecidos para as fusões de buracos negros. A sua análise minuciosa leva alguns investigadores a explorar pistas baseadas em conceitos físicos ainda hipotéticos.
Um exemplo de buraco de minhoca numa métrica de Schwarzschild, tal como seria visto por um observador que tivesse atravessado o horizonte de um buraco negro.
A região de onde vem o observador está situada à direita da imagem. À exceção da região próxima da sombra do buraco negro, os efeitos de desvio para o vermelho tornam o fundo do céu muito escuro. Este, pelo contrário, é muito luminoso na segunda região visível uma vez ultrapassado o horizonte.
Imagem Wikimedia O enigma do sinal GW190521
A 21 de maio de 2019, os interferómetros LIGO e Virgo registaram uma vibração do espaço-tempo com a duração de apenas um décimo de segundo. A sua estrutura não apresentava a fase espiral característica dos buracos negros em órbita. Os modelos padrão atribuem este evento a um encontro direto e fortuito.
A onda gravitacional típica gerada por um sistema binário estende-se por vários segundos. Inclui um aumento progressivo da amplitude e da frequência. O sinal GW190521, por sua vez, aparece como um impulso único e isolado. Esta ausência de precursor torna a sua origem difícil de determinar com certeza.
Se se tratar efetivamente de uma colisão de buracos negros, o evento teria produzido um buraco negro final com cerca de 142 vezes a massa do nosso Sol. Um objeto deste tamanho deveria normalmente gerar um sinal mais longo e estruturado. A brevidade do GW190521 constitui o seu principal mistério. Motiva a procura de explicações alternativas ao cenário padrão.
A hipótese audaciosa de uma ponte cósmica
Uma equipa da Universidade da Academia Chinesa de Ciências propõe um cenário ligado aos buracos de minhoca. Estas entidades teóricas, também chamadas pontes de Einstein-Rosen, ligariam dois pontos distintos do espaço-tempo. Poderiam mesmo ligar dois universos diferentes.
Os investigadores sugerem que a fusão de dois buracos negros num universo paralelo criaria um buraco de minhoca efémero. O eco gravitacional dessa colisão atravessaria esta ponte para chegar aos nossos detetores. O fecho rápido do buraco de minhoca explicaria a brevidade do sinal observado. O nosso universo captaria assim apenas uma ínfima parte do evento.
O estudo, depositado no servidor de pré-publicação
arXiv, compara os dados com um modelo matemático específico: o cenário do buraco de minhoca corresponde bastante bem às observações. A deteção futura de eventos semelhantes poderá permitir decidir.
Para ir mais longe: O que é um buraco de minhoca?
Um buraco de minhoca é uma solução teórica para as equações da relatividade geral de Einstein. É frequentemente visualizado como um túnel através do tecido do espaço-tempo. Esta estrutura hipotética criaria um atalho entre duas regiões distantes do Universo. Poderá também ligar dois universos distintos.
A formação de um buraco de minhoca estável necessitaria de uma forma de matéria exótica. Esta matéria deveria possuir uma energia negativa ou uma massa negativa para manter o túnel aberto. Nenhuma observação direta confirmou ainda a existência desta matéria ou dos próprios buracos de minhoca. O seu estudo pertence, portanto, principalmente à física teórica.
Os buracos de minhoca são distintos dos buracos negros, que são objetos astrofísicos. Um buraco negro é uma região do espaço da qual nada pode escapar. Um buraco de minhoca, em teoria, possuiria duas "bocas" ligadas por uma "garganta". A viagem através de uma garganta de buraco de minhoca permanece um conceito especulativo.
Autor do artigo: Cédric DEPOND
Fonte: arXiv