As ondas gravitacionais descobertas pelos detectores do observatório LIGO podem ter surgido não no decorrer de fusões de buracos negros, mas como resultado do "colapso" dos chamados buracos de minhoca, túneis na estrutura do espaço-tempo, dizem os físicos em artigo publicado na revista Physical Review D.
“O 'tremor' especial que ocorre nos últimos estágios da fusão dos buracos negros desaparece gradualmente se o objeto gerado por eles tiver um horizonte de eventos. Caso não exista, como nos buracos de minhoca, então essas vibrações não desaparecem completamente - causam uma espécie de eco, uma série de explosões, como se gritássemos dentro de um poço”, diz Pablo Bueno (Pablo Bueno) da Universidade Católica de Leuven (Bélgica).
O detector de ondas gravitacionais LIGO foi construído em 2002 de acordo com projetos e planos desenvolvidos por Kip Thorn, Rainer Weiss e Ronald Drever no final dos anos 1980. Na primeira fase de seu trabalho, que durou 8 anos, o LIGO não foi capaz de detectar as oscilações do espaço-tempo de "Einstein", após o que o detector foi desligado e os próximos 4 anos os cientistas levaram para atualizar e aumentar a sensibilidade.
Esses esforços valeram a pena - em setembro de 2015, quase imediatamente após a inclusão do LIGO atualizado, os cientistas descobriram uma explosão de ondas gravitacionais geradas pela fusão de buracos negros com uma massa total de 53 Sóis. Em 2016, participantes russos e estrangeiros no projeto descobriram mais dois vestígios de buracos negros se fundindo, e no ano passado - dois outros eventos semelhantes e uma explosão nascida da fusão de estrelas de nêutrons.
A massa incomum desses objetos, bem como algumas de suas outras propriedades, fez Bueno e seus colegas se perguntarem se eles eram de fato buracos negros. O fato é que a teoria da relatividade e suas extensões assumem que ondas gravitacionais semelhantes podem surgir como resultado do colapso ou fusão de outros objetos exóticos, como "buracos de minhoca".
É assim que os cientistas chamam uma espécie de “túneis” conectando dois pontos localizados em diferentes regiões do espaço ou do tempo. Para que tal canal na estrutura do espaço-tempo exista, alguma forma exótica de matéria é necessária, que teria uma densidade de energia negativa, ou um objeto semelhante a um buraco negro em tamanho e massa.
Esses objetos, como explicam Bueno e seus colegas, terão um "plus" em relação aos buracos negros - eles não terão um horizonte de eventos, cuja existência ainda é extremamente difícil de explicar no âmbito da física quântica. Sua ausência, como os físicos há muito presumem, mudará o comportamento das ondas gravitacionais geradas por "buracos de minhoca".
Os autores do artigo descobriram essas mudanças e tentaram encontrá-las nos dados coletados pelo LIGO, criando um modelo de computador de tal túnel espacial. Como mostrado por esses cálculos, a explosão primária de ondas gravitacionais geradas por um buraco negro ou "buraco de minhoca" na verdade coincide completamente, e é por isso que é impossível distingui-las nesta fase.
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Por outro lado, diferenças semelhantes surgem no último estágio desse cataclismo cósmico, que os astrônomos chamam de “ringdown”. Normalmente, esse "eco" gravitacional desaparece rapidamente ao observar buracos negros, devido ao fato de que seu horizonte de eventos a ajuda a se livrar rapidamente dessas flutuações.
Isso não acontece no caso dos "buracos de minhoca" - eles continuarão a emitir periodicamente rajadas de ondas gravitacionais com espectro e força estritamente definidos. Tal eco, como observam os cientistas, existirá dezenas de vezes mais do que a explosão primária de oscilações do espaço-tempo, mas ao mesmo tempo terá uma força visivelmente mais fraca.
Até agora, Bueno admite, não há nenhum traço de tal "eco gravitacional" nos dados do LIGO, mas a atualização do detector do observatório, planejada para este ano, pode permitir que ele "veja" esses sinais fracos, mas extremamente importantes para os cientistas que os ajudarão a reconciliar a teoria. relatividade e física quântica..
