Buracos negros podem ser defeitos no espaço-tempo

Uma equipe de físicos teóricos descobriu uma estranha estrutura no espaço-tempo que, para um observador externo, pode parecer um buraco negro, mas após uma inspeção mais detalhada seria tudo menos imperfeições no próprio tecido do universo.

A teoria geral da relatividade de Einstein prevê a existência de buracos negros, que são formados quando estrelas gigantes entram em colapso. Mas a mesma teoria prevê que seus centros são singulares, que são pontos de densidade infinita. Como sabemos que densidades infinitas não podem realmente existir no universo, tomamos isso como um sinal de que a teoria de Einstein está incompleta. Mas depois de quase um século de busca por extensões, ainda precisamos confirmar uma teoria melhor da gravidade.

Mas temos candidatos, incluindo a teoria das cordas. Na teoria das cordas, todas as partículas no universo são, na verdade, loops microscópicos de cordas vibrantes. Para suportar a variedade de partículas e forças que observamos no universo, essas cordas não podem apenas vibrar em nossas três dimensões espaciais. Em vez disso, deve haver dimensões espaciais adicionais que se enrolam em variedades tão pequenas que escapam à observação e experimentação cotidianas.

Essa estranha estrutura no espaço-tempo deu a uma equipe de pesquisadores as ferramentas necessárias para definir uma nova classe de objetos, algo que eles chamam de sóliton topológico. Em sua análise, eles descobriram que esses sólitons topológicos são defeitos estáveis ​​no próprio espaço-tempo. Eles não requerem a existência de nenhuma outra matéria ou força – eles são tão naturais no tecido do espaço-tempo quanto as rachaduras no gelo.

Os pesquisadores estudaram esses solenóides examinando o comportamento da luz passando perto deles. Por serem objetos com espaço-tempo extremo, eles dobram o espaço e o tempo ao seu redor, afetando o caminho da luz. Para um observador distante, esses seltons apareceriam exatamente como esperaríamos que os buracos negros aparecessem. Eles terão sombras e anéis de luz e obras. As imagens derivadas do Event Horizon Telescope e as assinaturas de ondas gravitacionais detectadas se comportarão da mesma maneira.

Ao se aproximar, você perceberá que não está olhando para um buraco negro. Uma das principais características de um buraco negro é seu horizonte de eventos, uma superfície imaginária da qual, se você a atravessasse, não conseguiria escapar. Sólitons topológicos, por não serem singularidades, não são caracterizados por horizontes de eventos. Portanto, você poderia, em princípio, simplesmente ir até o slithon e segurá-lo na mão, supondo que sobrevivesse ao encontro.

Esses sólitons topológicos são um objeto incrivelmente hipotético, baseado em nossa compreensão da teoria das cordas, que ainda não provou ser uma atualização viável para nossa compreensão da física. No entanto, esses objetos estranhos servem como importantes estudos de teste. Se os pesquisadores conseguirem identificar uma importante diferença observacional entre os sólitons topológicos e os buracos negros convencionais, isso poderá abrir caminho para uma maneira de testar a própria teoria das cordas.