O buraco negro foi captado pela equipa internacional Event Horizon Telescope (EHT), através de radiotelescópios, e encontra-se na galáxia M87. O que se consegue ver na imagem é a “sombra” do buraco negro, que é a silhueta da zona para onde a luz é atraída e consumida. A fronteira real do buraco negro é invisível, pois aprisiona a luz.
A Teoria da Relatividade Geral prevê a existência de buracos negros e, de acordo com o EHT, a sombra do buraco negro observado está de acordo com o previsto pela teoria de Einstein. Contudo, uma equipa de investigadores da Universidade de Aveiro (UA) e do Instituto Superior Técnico mostra, através de um estudo publicado este mês na revista Physical Review Letters, que a interpretação do EHT tem de ser feita com cuidado.
Ao estudar buracos negros diferentes daqueles que surgem na teoria de Einstein, os investigadores mostraram que a sombra destes é muito sensível à maneira como o buraco negro roda. Por outras palavras, se o buraco negro rodar rapidamente a sua sombra será praticamente idêntica ao que acontece na teoria de Einstein. Mas se, em alternativa, rodar lentamente, a sombra poderá ser muito diferente do proposto.
Carlos Herdeiro, co-autor do estudo do Departamento de Física do Instituto Superior Técnico, explica-nos “na relatividade geral, o buraco negro é descrito por apenas dois parâmetros: a sua massa total e o quão rapidamente o buraco negro roda em torno do seu eixo. Fixando estes dois parâmetros a sombra fica determinada. Num modelo alternativo à Relatividade Geral, o buraco negro que tem a mesma massa e a mesma rotação, tipicamente tem uma sombra diferente”.
A comparação entre um buraco negro segundo os princípios da Relatividade Geral (esquerda) e um buraco negro segundo uma teoria alternativa (direita)
Instituto Superior Técnico
Para chegar a esta conclusão, “construímos pela primeira vez as soluções de buraco negros – usando métodos computacionais – e depois calculámos a distorção da luz pelo buraco negro alternativo, usando também métodos computacionais, e uma técnica chamada “ray-tracing“, ou seja, seguindo raios de luz no espaço-tempo que descreve o buraco negro alternativo”, conta Herdeiro.
“O nosso trabalho mostra que há modelos alternativos à teoria da relatividade geral, onde o tamanho da sombra é muito dependente de como o buraco negro roda. Se o buraco negro roda pouco, então a sombra é muito diferente da de um buraco negro da Relatividade geral”, continua.
Segundo os investigadores, as observações do EHT não conseguem eliminar o modelo alternativo e, portanto, a fotografia – apesar de ser um sucesso científico – não pode ser usada para provar a teoria de Einstein.
“O nosso estudo chama a atenção para que a imagem do EHT, apesar de um extraordinário sucesso científico, porque pela primeira vez vemos a silhueta de um buraco negro, ainda é um teste relativamente pobre da teoria de Einstein e que outros modelos são compatíveis com a observação”, conclui o investigador. “Em particular, a rotação do buraco negro observado na galáxia M87 não é sabida com precisão: O buraco negro roda, mas não sabemos se roda lentamente, moderadamente ou rapidamente”.
