Existe um buraco negro em nosso quintal?


An artist’s concept of Planet Nine, a yet-unobserved object thought to orbit 20 billion miles from the sun. Some astronomers have suggested that it may be a black hole the size of a Ping-Pong ball.
Um conceito artístico do Planeta Nove, um objeto ainda não observado que orbita a 20 bilhões de milhas do sol.
Alguns astrônomos sugeriram que pode ser um buraco negro do tamanho de uma bola de pingue-pongue. Crédito…R. Hurt / Caltech / IPAC, via Reuters
Dennis Overbye – The New York Times

O que um astrofísico deve fazer durante uma pandemia, exceto talvez sonhar acordado em ter um buraco negro particular?

Embora seja provavelmente uma ilusão, alguns astrônomos afirmam que um buraco negro pode estar à espreita nos confins de nosso sistema solar. Durante todo o verão, eles discutiram sobre como encontrá-lo, se de fato existe, e o que fazer a respeito, propondo planos que estão apenas a meio caminho deste mundo.

A especulação começou em 2016, quando Michael Brown e Konstantin Batygin, astrônomos do Instituto de Tecnologia da Califórnia, propuseram que os movimentos estranhos de algumas bolas de gelo bilhões de milhas além de Plutão poderiam ser evidências de um objeto anteriormente desconhecido e insuspeitado. lá no escuro.

De acordo com seus cálculos, esse objeto seria cerca de 10 vezes mais massivo que a Terra e ocuparia uma órbita em forma de ovo que o trouxe a cerca de 20 bilhões de milhas do sol – várias vezes a distância do sol a Plutão – e o levou até 100 bilhões de milhas de distância a cada 10.000 a 20.000 anos.

“O que não sabemos é onde ele está em sua órbita, o que é uma pena”, disse Brown ao Times na época.

O Dr. Brown chamou esse objeto hipotético de Planeta Nove, o que é rico em ironia. Não muito tempo atrás, Plutão foi considerado o nono planeta, mas as descobertas do Dr. Brown de outros habitantes no cinturão de Kuiper, o reino das bolas de terra congeladas e orbitantes que Plutão habita, desempenharam um papel importante no rebaixamento de Plutão a planeta anão há 15 anos .

Desnecessário dizer que ninguém ainda viu isso através de um telescópio.

No ano passado, outro par de astrônomos – Jakub Scholtz da Durham University na Grã-Bretanha e James Unwin da University of Illinois em Chicago – sugeriram que o Planeta Nove pode realmente ser um buraco negro. Mas não qualquer tipo de buraco negro.

Os buracos negros são os terrores gravitacionais previstos pelas equações de Albert Einstein, objetos tão densos que nem mesmo a luz pode escapar deles – passagens de mão única para a destruição. Os astrônomos sabem que tais entidades existem. O Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro a Laser e o Observatório de Virgem ouviram buracos negros – as conchas gravitacionais de estrelas mortas em colapso – batendo juntas no cosmo escuro. Alguns cosmologistas especularam que os buracos negros podem representar 25 por cento da massa do universo e podem constituir a famosa e evasiva “matéria escura” que determina a estrutura gravitacional do que vemos no céu.

Mas você não precisa de uma estrela para morrer para fazer um buraco negro. Em 1971, Stephen Hawking, com base em uma ideia sugerida anteriormente em 1966 pelos físicos russos Yakov Borisovich Zel’dovich e Igor Dmitriyevich Novikov , teorizou que pressões intensas durante o Big Bang poderiam ter colapsado a matéria diretamente em buracos negros. Esses buracos negros primordiais podem ter qualquer tamanho e estar em qualquer lugar. Um buraco negro tão massivo quanto a Terra teria o tamanho de uma bola de pingue-pongue e seria excepcionalmente difícil de ver.

Nenhum desses buracos negros primordiais foi detectado ainda. Mas nem sua existência foi descartada. O Dr. Scholtz e o Dr. Unwin apontaram que um experimento chamado OGLE, para Optical Gravitational Lensing Experiment, baseado na Universidade de Varsóvia, na Polônia, detectou a presença de meia dúzia de objetos escuros na direção do centro de nosso Milky Via galáxia. Seus campos gravitacionais atuaram como lentes, amplificando brevemente a luz de estrelas distantes que eles flutuavam na frente.

Esses objetos podem ser planetas com flutuação livre, disseram os autores, com massas que variam de metade a cerca de 20 vezes a da Terra. Mas eles poderiam facilmente ser buracos negros primordiais flutuando ao redor da galáxia, propuseram os astrônomos. Se fosse esse o caso, o putativo Planeta Nove poderia muito bem ser um buraco negro também, em uma órbita distante ao redor do sol.

Como encontrar uma bola de pingue-pongue cósmica

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O cosmólogo Stephen Hawking, segundo a partir da direita, e o capitalista de risco Yuri Milner, segundo a partir da esquerda, durante uma coletiva de imprensa anunciando seu projeto, Breakthrough Starshot, em Nova York em 2016.
O cosmólogo Stephen Hawking, segundo a partir da direita, e o capitalista de risco Yuri Milner, segundo a partir da esquerda, durante uma coletiva de imprensa anunciando seu projeto, Breakthrough Starshot, em Nova York em 2016. Crédito…Timothy A. Clary/Agence France-Presse — Getty Images
Isso tornaria o Planeta Nove o buraco negro mais próximo da Terra por muitos anos-luz, tão perto que os humanos poderiam contemplar o envio de uma sonda robô para lá, assim como a New Horizons passou por Plutão e pelo iceberg haltere agora conhecido como Arrokoth, a 6 bilhões de quilômetros daqui.

Mas primeiro devemos encontrar o Planeta Nove. No início deste ano, Edward Witten, um físico teórico do Instituto de Estudos Avançados de Princeton, entrou na conversa; O Dr. Witten é o raro físico que ganhou a prestigiosa Medalha Fields em matemática e é conhecido, entre outras coisas, por seu trabalho sobre a teoria das cordas, a polêmica “teoria de tudo”. O Dr. Witten sugeriu emprestar um truque do Breakthrough Starshot , a proposta do filantropo russo Yuri Milner e do Dr. Hawking para enviar milhares de sondas microscópicas impulsionadas a laser para o sistema estelar mais próximo, Alpha Centauri.

O Dr. Witten sugeriu enviar centenas de pequenas sondas semelhantes em todas as direções para explorar o sistema solar. Ao rastrear os sinais que chegam das sondas, os cientistas na Terra seriam capazes de dizer se e quando cada uma acelerou ou desacelerou ao encontrar o campo gravitacional do Planeta Nove ou qualquer outra coisa lá fora.

A chave para esse plano seria a capacidade das sondas de manter o ping da Terra precisamente a cada centésimo de milésimo de segundo. Em maio, os astrônomos Scott Lawrence e Zeeve Rogoszinski, da Universidade de Maryland, sugeriram monitorar as trajetórias das sondas com radiotelescópios de alta resolução, o que eliminaria a necessidade de relógios de alta precisão nas sondas.

“Tudo isso é uma esperança otimista de que o Planeta 9 exista e acabe sendo um buraco negro”, disse Witten em um e-mail, “e que a tecnologia se desenvolva o suficiente para que uma versão em escala adequada de Breakthrough Starshot seja possível.”

Em um e-mail, sua colega Nima Arkani-Hamed, também uma importante teórica das cordas, chamou essas ideias de “muito futurísticas, mas muito legais!”

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