O sexo e a sociedade dos buracos negros

Albert Einstein e sua teoria da relatividade geral viraram a física de ponta-cabeça. Muitas das previsões teóricas do alemão estavam tão à frente de seu tempo que só puderam ser comprovadas décadas depois. É o caso das ondas gravitacionais, descritas em um artigo científico de 1937 e verificadas na prática só em 2016 — uma história que você pode ler aqui na SUPER.

Elas são como abalos sísmicos que se propagam por todo o universo: vibrações no próprio tecido do espaço-tempo. Ao contrário de ondas eletromagnéticas, que são bem fáceis de produzir — é isso que fazem lâmpadas, TVs e estrelas —, ondas gravitacionais só surgem após algo com muita, muita massa aprontar alguma coisa. Como um casal de buracos negros na órbita um do outro. Essa valsa cósmica é quase uma dança do acasalamento, que acaba com a união dos dois em uma outra singularidade, ainda maior. Que filhote!

As ondas gravitacionais liberadas nessa dança têm o formato de uma espiral, como você pode ver na projeção artística que abre este texto. E o protagonista da descoberta dessas espirais foi o LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), “sismógrafo” a laser que anunciou o feito em fevereiro de 2016. Lembra?

Acontece que, para os cientistas do LIGO, provar Einstein é só o começo. Agora eles querem saber quais são as características dos buracos negros que geram as ondas detectadas pelo aparelho — e como eles nasceram.

Há duas opções para, com o perdão do trocadilho, dar à luz um desses. Para entender a primeira (e mais famosa), pense no Empire State Building, em Nova York. O prédio, um dos mais famosos do mundo, tem 365 mil toneladas. Ou o mesmo que 1,46 bilhões de maçãs. Agora esprema o prédio inteiro no espaço de uma maçã só, e solte a fruta no chão. Você vai abrir um buraco e tanto, não?

Agora substitua o Empire State por uma estrela muito grande, até 20 vezes maior que o Sol, e faça a mesma coisa. É tanta massa que você acaba rasgando o próprio espaço-tempo, o tecido do universo. Desse buraco, nada pode escapar — nem a luz, e é daí que vem a palavra “negro”. O autêntico saco sem fundo.

Nem todo buraco negro, porém, nasce do colapso de uma estrela imensa. Alguns nascem da união de dois buracos negros menores — e essa é a segunda opção, que você já tinha entendido lá em cima. A questão é: será que todo buraco negro que está dançando com outro nesse exato momento é, por sua vez, filho de um outro casal de buracos negros? E será que esses dois mais antigos são filhos de quatro buracos ainda mais antigos? Seria uma família da pesada.

E, se for assim, será que buracos negros que nasceram do jeito já conhecido, pelo colapso de uma estrela gigante, podem entrar na brincadeira? Ou eles são como bruxos nascidos de casais trouxas em Harry Potter, que sofrem preconceito de magos de famílias “puras”?

Essas linhagens de “sangue azul”, no caso, viriam de buracos negros primordiais, ou seja: os que se formaram lá no começo do universo, depois do colapso de concentrações de massa que nunca passaram pela fase de estrela. E formariam um clubinho à parte com seus descendentes.  

Para descobrir se só mesmo buracos que já se chocaram podem voltar a se chocar, foi desenvolvido pela pesquisadora Maya Fishbach, da Universidade de Chicago, um método que mede o giro dos buracos negros. Uma singularidade que já se fundiu várias vezes com outras tende a girar muito mais que uma que ficou em casa e não saiu para tentar a sorte do amor.

Para ter material suficiente para tirar uma conclusão, porém, o laboratório ainda vai precisar detectar e analisar o comportamento de mais de 100 colisões. O negócio é esperar — e torcer para a sociedade das singularidades não ser tão estratificada. Até o momento, os giros estão mais baixos do que teriam de ser se os buracos já tivessem se chocado antes. O que dá esperança de que qualquer buraco possa entrar na brincadeira.