Físicos descobriram uma estranha reviravolta no espaço-tempo que pode simular buracos negros – até que cheguem muito perto. Conhecidos como “sólitons topológicos”, essas lacunas teóricas no tecido do espaço-tempo são conhecidas em todo o universo, e encontrá-las pode avançar nossa compreensão da física quântica, de acordo com um novo estudo publicado em 25 de abril na revista Science. revisão física d.
buracos negros É talvez a coisa mais frustrante já descoberta na ciência. A teoria geral da relatividade de Einstein prevê sua existência, e os astrônomos sabem como eles se formam: basta uma estrela massiva entrar em colapso sob seu próprio peso. Sem nenhuma outra força disponível para resistir, a gravidade continua a puxar até que toda a matéria da estrela tenha sido comprimida em um ponto muito pequeno, conhecido como singularidade. Ao redor dessa singularidade está o horizonte de eventos, um limite invisível que marca a borda do buraco negro. O que quer que cruze o horizonte de eventos não pode sair.
Mas o principal problema com isso é que os pontos de densidade infinita não podem realmente existir. Portanto, embora a relatividade geral preveja a existência de buracos negros e encontremos muitos objetos astronômicos que se comportam exatamente como previsto pela teoria de Einstein, sabemos que ainda não temos o quadro completo. Sabemos que a unicidade deve ser substituída por algo mais lógico, mas não sabemos o que é.
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Encontrar isso requer uma compreensão da gravidade que é extremamente forte em escalas muito pequenas – algo chamado gravidade quântica. Até agora, não temos uma teoria quântica viável da gravidade, mas temos vários candidatos. Um desses candidatos é teoria das cordasum modelo que sugere que todas as partículas que compõem nosso universo são realmente feitas de minúsculas cordas vibrantes.
Para explicar a grande variedade de partículas que habitam nosso universo, essas cordas não podem apenas vibrar nas três dimensões espaciais usuais. A teoria das cordas prevê a existência de dimensões adicionais, todas enroladas sobre si mesmas em uma escala insondavelmente pequena – tão pequenas que nem podemos saber que existem.
E esse ato de enrugar dimensões espaciais extras em escalas minúsculas pode levar a coisas muito interessantes.
No novo estudo, os pesquisadores sugeriram que essas dimensões extra compactas podem levar a defeitos. Como rugas que você não consegue tirar da camisa por mais que a passe, essas imperfeições serão defeitos imutáveis e permanentes na estrutura do espaço-tempo — um sóliton topológico. Os físicos sugeriram que esses seltons pareceriam, agiriam e possivelmente cheirariam muito como buracos negros.
Os pesquisadores estudaram como os raios de luz se comportariam ao passar perto de um desses sólitons. Eles descobriram que os sólitons afetariam a luz da mesma forma que um buraco negro. A luz se curva em torno dos sólitons e forma anéis orbitais estáveis, e os sólitons lançam sombras. Em outras palavras, o Imagens famosas do Telescópio Event Horizonque foi ampliado no buraco negro M87 * em 2019, pareceria quase o mesmo se fosse um sóliton no centro da imagem, em vez de um buraco negro.
Mas em breve, a tradição acabará. Sólitons topológicos não são singularidades, portanto não possuem horizontes de eventos. Você pode chegar tão perto do soliton quanto quiser e sempre pode sair, se quiser (supondo que tenha abastecido combustível suficiente).
Infelizmente, não temos buracos negros próximos o suficiente para cavar e, portanto, podemos confiar apenas nas observações de objetos distantes. Se algum sóliton topológico for descoberto, a detecção não apenas será uma visão sobre a natureza da gravidade, mas também nos permitirá estudar diretamente a natureza da gravidade quântica e da teoria das cordas.
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