Os buracos negros são ferozes “máquinas de engolir matéria”. No entanto, não são absolutamente inescapáveis. Há matéria e energia que escapam dele, formando alguns fenômenos que conhecemos. Um deles são os anéis de fótons que se formam em torno de um buraco negro. Esses fótons podem circular o buraco negro para sempre, em uma infinita armadilha de luz.
Esses anéis de fótons trazem uma impressão digital sobre o buraco negro. Analisando-os, é possível aferir algumas informações, como a massa, e a rotação do buraco negro. No entanto, os anéis de fótons não recebem tanta atenção assim.
Anéis de fótons
Esses anéis seguem algumas descrições matemáticas e possuem padrões em seu comportamento. Justamente por seguir esses padrões, eles podem nos entregar algumas informações sobre os buracos negros, já que dependem de algumas variáveis. Mas uma equipe de cientistas sugere que esse anel pode entregar um pouco mais de informações do que imaginamos.
“Eu achava que o horizonte de eventos era o que precisávamos entender. E eu pensei no anel de fótons como algum tipo de coisa técnica e complicada que não tinha nenhum significado profundo”, disse o pesquisador Andrew Strominger à Quanta Magazine.
Strominger faz parte da equipe que tenta investigar melhor esses anéis de fótons. A equipe publicou, em maio de 2022, no arXiv, um artigo que foi aceito agora revisado por pares e será publicado na revista Classical Quantuum Gravity.
“Estamos explorando com entusiasmo a possibilidade de que o anel de fótons seja o que você precisa entender para desvendar os segredos dos buracos negros de Kerr”, diz Strominger. Buraco negro de Kerr é o nome que se dá quando o buraco negro possui uma rotação.
Em busca do mistério
Os anéis de luz entregam algumas informações a respeito de fatores externos ao buraco negro. O que os pesquisadores querem entender é se é possível verificar informações internas por meio deles.
Os buracos negros são objetos misteriosos. Sabemos muito pouco sobre eles. Além do horizonte de eventos, não sabemos nada. A região que chamamos de horizonte de eventos é a região a partir da qual nada escapa do misterioso e massivo corpo. É a região de onde nem as informações saem. Portanto, não é possível saber o que ocorre além desse ponto.
Diferente do horizonte de evento, as informações do anel de fótons são acessáveis. O anel de fótons é visível. Então, os pesquisadores querem utilizar esses anéis para entender o que ocorre dentro de um buraco negro por meio de uma conjectura matemática chamada princípio holográfico ou dualidade holográfica.
A conjectura parte da codificação de informações de uma dimensão D+1 para uma dimensão D. Ou seja, sugere que a teoria da gravidade e a teoria das partículas possuem uma equivalência matemática. Dessa maneira, o comportamento gravitacional tridimensional de um buraco negro poderia, hipoteticamente, ser projetado bidimensionalmente nas partículas que correm em torno do buraco negro.
O buraco negro não possui um único anel de fótons, mas uma série de subanéis que, segundo a equipe, são cópias exatas do anel anterior. Eles possuem uma estrutura concêntrica e deve seguir a simetria conforme – ou seja, independente da escala, as leis não mudam, conforme teorizam os pesquisadores.
“Talvez a informação não caia realmente no buraco negro, mas meio que fica em uma nuvem ao redor do buraco negro, que provavelmente se estende até o anel de fótons. Mas não entendemos como está codificado lá, ou exatamente como isso funciona”, disse Strominger.
Entre céticos e outros pesquisadores mais animados com a ideia, o artigo segue pelos acadêmicos. Os especialistas dizem que mesmo que a hipótese possa ser uma extrapolação muito otimista, abre caminhos para uma nova leitura dos buracos negros e uma busca de novos caminhos de compreendê-los por meio de fenômenos não tão observados desses misteriosos corpos.
