A forte queda de ondas gravitacionais até então inéditas deu-nos uma visão sobre os limites dos eventos, os limites dos quais os buracos negros não podem escapar.
O Onda gravitacional O sinal GW250114 foi captado em janeiro de 2025 pelo LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), Virgo e Gagra (Kamioka Gravitational-Wave Detector). O sinal é gerado quando dois Buracos negros 32 vezes a massa o sol Colisões e ondulações espaciais também definem o tecido.
Agora, uma equipe de pesquisadores avaliou esse sinal e encontrou uma característica nas ondas gravitacionais. horizonte de eventos Buracos negros envolvidos naquele momento de colisão.
“Medimos o último som emitido pelos buracos negros quando entram em colapso. Escondido nesse sinal está uma pequena componente chamada ondas diretas que anteriormente era pouco compreendida,” disse o co-líder da investigação Neil Lu, do Centro de Excelência para Descoberta de Ondas Gravitacionais (OzGrav) da ARC. disse em um comunicado. “Nossa nova análise nos permite compreender esses componentes e extrair informações exclusivas próximas ao horizonte de eventos.”
A investigação da equipa levanta a possibilidade intrigante de que os cientistas possam usar ondas gravitacionais para sondar estes misteriosos limites dos buracos negros.
Limites do evento e o ponto sem retorno
O conceito de horizonte de eventos apareceu pela primeira vez nas soluções de Albert Einstein de 1915 para as equações da teoria da gravitação, Relatividade geral. Essas soluções foram desenvolvidas por Karl Schwarzschild enquanto servia no Exército Alemão na Frente Oriental na Primeira Guerra Mundial.
Schwarzschild encontrou um ponto com massa em torno de um corpo no qual a velocidade de escape, a velocidade necessária para escapar da força gravitacional do corpo, excede a velocidade da luz. Também conhecido como raio de Schwarzschild, o tamanho desse limite depende da massa do corpo. Portanto, o raio de Schwarzschild para o Sol é de cerca de 3 quilômetros (1,86 milhas) de seu centro de massa; Para a Terra, estaria a apenas 0,35 polegadas (9 milímetros) do centro de massa do nosso planeta. Todos os planetas e estrelas são assim; O raio de Schwarzschild está bem dentro dos corpos desses objetos.
No entanto, para um buraco negro, o raio de Schwarzschild está longe do centro de massa, actuando como o limite exterior de captura de luz: o horizonte de eventos. A partir deste ponto, a matéria deve acelerar mais rapidamente do que a velocidade da luz para escapar às garras gravitacionais do buraco negro, a teoria de Einstein. Relatividade especial Diz que é necessária energia infinita. Nada viaja mais rápido que a luz no universo; Assim, nada escapa do horizonte de eventos.
Para entender por que os buracos negros estão envoltos em mistério, considere que nenhum sinal pode viajar mais rápido que a luz. Ou seja, o horizonte de eventos é uma barreira de mão única para a informação. Um buraco negro pode engoli-lo, mas o horizonte de eventos impede que ele libere informações. Nunca poderemos observar o interior de um buraco negro.
Não é de surpreender que os cientistas estejam interessados em estudar os limites dos eventos e o que acontece neles. Eles não querem apenas compreender a física da matéria em uma viagem só de ida até a boca de um buraco negro, mas também o impacto que esses titãs cósmicos têm na própria estrutura do espaço.
A imensa influência gravitacional dos buracos negros significa que, à medida que giram, eles arrastam consigo a estrutura do espaço, um fenômeno “Arrastar quadros“Ou o efeito de agitação da lente. Ele introduz outra lei sobre os limites dos eventos – nada escapa a esse limite, nada é certo ali. Esta pesquisa aproxima os cientistas da compreensão dessas leis com mais detalhes do que nunca.
“Estudamos GW250114, o sinal binário de buraco negro mais alto observado até hoje, três vezes mais alto que o primeiro sinal de onda gravitacional detectado há uma década”, disse Ling Sun, co-líder da equipe de OzGrav. “A nossa análise mostra que este sinal excepcionalmente alto pode ser usado como uma poderosa sonda do horizonte do buraco negro remanescente, permitindo-nos medir as suas duas propriedades fundamentais: frequência de rotação e gravidade superficial.”
Os resultados podem lançar mais luz sobre o comportamento da gravidade no ambiente mais intenso do universo, na borda de um buraco negro.
“Essas medições representam um primeiro passo em direção a futuros testes da relatividade geral com ondas diretas”, disse Lu.
O estudo foi publicado quarta-feira (24 de junho) na revista Natureza.
