p Desde que mencionado pela primeira vez por Jon Michell em uma carta à Royal Society em 1783, buracos negros capturaram a imaginação dos cientistas, escritoras, cineastas e outros artistas. Talvez parte do fascínio seja que esses objetos enigmáticos nunca foram realmente "vistos". Mas agora isso pode estar prestes a mudar, já que uma equipe internacional de astrônomos está conectando vários telescópios na Terra na esperança de fazer a primeira imagem de um buraco negro. p Os buracos negros são regiões do espaço dentro das quais a atração da gravidade é tão forte que nada - nem mesmo a luz - pode escapar. A existência deles foi prevista matematicamente por Karl Schwarzchild em 1915, como uma solução para as equações colocadas na teoria da relatividade geral de Albert Einstein.

p Os astrônomos tiveram evidências circunstanciais por muitas décadas de que buracos negros supermassivos - um milhão a um bilhão de vezes mais massivos que o nosso Sol - estão no coração de galáxias massivas. Isso porque eles podem ver a atração gravitacional que exercem nas estrelas orbitando ao redor do centro galáctico. Quando superalimentado com material do ambiente galáctico circundante, eles também ejetam plumas detectáveis ​​ou jatos de plasma a velocidades próximas à da luz. Ano passado, o experimento LIGO forneceu ainda mais provas ao detectar ondulações no espaço-tempo causadas por dois buracos negros de massa média que se fundiram há milhões de anos.

p Mas embora agora saibamos que existem buracos negros, perguntas sobre sua origem, a evolução e a influência no universo permanecem na vanguarda da astronomia moderna.

p Pegando um pequeno ponto no céu

p De 5 a 14 de abril de 2017, a equipe por trás do Event Horizon Telescope espera testar as teorias fundamentais da física dos buracos negros, tentando obter a primeira imagem do horizonte de eventos de um buraco negro (o ponto em que a teoria prevê que nada pode escapar). Ao conectar um conjunto global de radiotelescópios para formar o equivalente a um telescópio gigante do tamanho da Terra - usando uma técnica conhecida como Interferometria de Linha de Base Muito Longa e síntese de abertura da Terra - os cientistas examinarão o coração de nossa galáxia Via Láctea, onde um buraco que é 4m vezes mais massivo que o nosso sol - Sagitário A * - está à espreita.

p Os astrônomos sabem que existe um disco de poeira e gás orbitando ao redor do buraco negro. O caminho que a luz desse material toma será distorcido no campo gravitacional do buraco negro. Seu brilho e cor também devem ser alterados de maneiras previsíveis. A assinatura reveladora que os astrônomos esperam ver com o Event Horizon Telescope é uma forma de crescente brilhante em vez de um disco. E eles podem até ver a sombra do horizonte de eventos do buraco negro contra o pano de fundo desse material rodopiante e brilhante.

p A matriz conecta nove estações ao redor do globo - alguns telescópios individuais, outras coleções de telescópios - na Antártica, Chile, Havaí, Espanha, México e Arizona. O "telescópio virtual" está em desenvolvimento há muitos anos e a tecnologia foi testada. Contudo, esses testes revelaram inicialmente uma sensibilidade limitada e uma resolução angular insuficiente para sondar até as escalas necessárias para alcançar o buraco negro. Mas a adição de novos e sensíveis conjuntos de telescópios - incluindo o Atacama Large Millimeter Array no Chile e o South Pole Telescope - dará à rede um impulso muito necessário em potência. É como colocar óculos e, de repente, ser capaz de ver os dois faróis de um carro que se aproxima, em vez de um único borrão de luz.

p O buraco negro é uma fonte compacta no céu - sua visão em comprimentos de onda ópticos (luz que podemos ver) é completamente bloqueada por grandes quantidades de poeira e gás. Contudo, telescópios com resolução suficiente e operando por mais tempo, comprimentos de onda de rádio milímetro podem espiar através dessa névoa cósmica.

p A resolução de qualquer tipo de telescópio - o mais fino detalhe que pode ser discernido e medido - é geralmente citado como um pequeno ângulo correspondente à razão entre o tamanho de um objeto e sua distância. O tamanho angular da lua vista da Terra é de cerca de meio grau, ou 1800 segundos de arco. Para qualquer telescópio, quanto maior sua abertura, quanto menor o detalhe que pode ser resolvido.

p A resolução de um único radiotelescópio (normalmente com uma abertura de 100 metros) é de cerca de 60 segundos de arco. Isso é comparável à resolução do olho humano sem ajuda e cerca de um sexagésimo do diâmetro aparente da lua cheia. Mas ao conectar muitos telescópios, o Event Horizon Telescope estará prestes a atingir uma resolução de 15-20 microssegundos (0, 000015 segundos de arco), correspondendo a ser capaz de espiar uma uva à distância da lua.

p O que está em jogo?

p Embora a prática de conectar muitos telescópios desta forma seja bem conhecida, desafios específicos estão à frente para o Event Horizon Telescope. Os dados registrados em cada estação da rede serão enviados para uma instalação de processamento central, onde um supercomputador combinará cuidadosamente todos os dados. Clima diferente, as condições atmosféricas e do telescópio em cada local exigirão calibração meticulosa dos dados para que os cientistas possam ter certeza de que quaisquer características que encontrarem nas imagens finais não são artefatos.

p Se isso funcionar, A imagem do material dentro da região do buraco negro com resoluções angulares comparáveis ​​àquela de seu horizonte de eventos abrirá uma nova era de estudos de buracos negros e resolverá uma série de grandes questões:os horizontes de eventos ainda existem? A teoria de Einstein funciona nesta região de extrema gravidade ou precisamos de uma nova teoria para descrever a gravidade tão perto de um buraco negro? Também, como os buracos negros são alimentados e como o material é ejetado?

p Pode até ser possível imaginar os buracos negros no centro de galáxias próximas, como a galáxia elíptica gigante que fica no coração de nosso aglomerado local de galáxias.

p Em última análise, a combinação de teoria matemática e profundo conhecimento físico, colaborações científicas internacionais globais e notáveis, avanços tenazes de longo prazo em física experimental de ponta e engenharia parecem destinados a tornar a revelação da natureza do espaço-tempo uma característica definidora da ciência do início do século XXI. p Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.