1804: Stephen Hawking estava errado. A matéria escura não é composta por mini buracos negros

JPL-Caltech / NASA

Os físicos descartaram a possibilidade de que os buracos negros primordiais – com menos de um décimo de milímetro – componham a maior parte da matéria escura.

Uma equipa internacional de investigadores colocou uma teoria especulativa formulada por Stephen Hawking sob o teste mais rigoroso até ao momento. Detalhes desse estudo foram publicados na revista Nature Astronomy.

Os cientistas sabem que 85% da matéria no Universo é composta de matéria escura. A sua força gravitacional impede que as estrelas da Via Láctea se separem. No entanto, as tentativas de detectar partículas de matéria escura com recurso a experiências subterrâneas, ou experiências com aceleradores, incluindo o maior acelerador do mundo, o Large Hadron Collider, falharam até agora.

Isso levou os cientistas a considerar a teoria de Hawking, de 1974, sobre a existência de buracos negros primordiais nascidos logo após o Big Bang, e a sua especulação de que poderiam constituir uma grande fracção da matéria escura que os cientistas estão a tentar descobrir actualmente.

A equipa, liderada por Masahiro Takada, Hiroko Niikura e Naoki Yasuda, do Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo, e incluindo investigadores do Japão, Índia e EUA, usaram o efeito de lente gravitacional para procurar buracos negros primordiais entre a Terra e a galáxia de Andrómeda.

A lente gravitacional, efeito primeiramente sugerido por Albert Einstein, manifesta-se na curvatura dos raios de luz vindos de um objeto distante, como uma estrela, devido ao efeito gravitacional de um objeto massivo interveniente, como um buraco negro primordial. Em casos extremos, a curvatura da luz faz com que a estrela pareça muito mais brilhante do que originalmente é.

Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo

No entanto, os efeitos de lentes gravitacionais são eventos muito raros, porque requerem que uma estrela na galáxia de Andrómeda, um buraco negro primordial a actuar como lente gravitacional e um observador na Terra estejam exactamente alinhados.

Para maximizar as probabilidades de capturar um evento, os investigadores usaram a câmara digital Hyper Suprime-Cam no telescópio Subaru, no Hawai, que consegue capturar toda a imagem da galáxia de Andrómeda de uma vez, de acordo com um comunicado publicado no site do Instituto.

Tendo em conta a rapidez com que se espera que os buracos negros primordiais se movam no espaço interestelar, a equipa tirou várias fotografias para capturar o brilho de uma estrela enquanto esta se ilumina por um período de alguns minutos a horas devido às lentes gravitacionais.

Partindo de 190 imagens consecutivas da galáxia de Andrómeda, a equipa vasculhou os dados em busca de possíveis eventos de lentes gravitacionais. Se a matéria escura consistisse de buracos negros primordiais com uma determinada massa – neste caso, massas mais leves que a Lua -, os investigadores esperariam encontrar cerca de mil eventos. Mas depois de análises cuidadosas, só conseguiram identificar um caso.

Os resultados da equipa mostraram que os buracos negros primordiais não poderiam contribuir com mais de 0,1% de toda a massa de matéria escura. Portanto, é improvável que a teoria esteja correta.

Uma nova teoria que os cientistas investigam agora é tentar descobrir se os buracos negros binários descobertos pelo detector de ondas gravitacionais LIGO são, na verdade, buracos negros primordiais.

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Por ZAP
4 Abril, 2019

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