Ecos em sinais de ondas gravitacionais sugerem que o horizonte de eventos de um buraco negro pode ser mais complicado do que os cientistas pensam atualmente.

Pesquisa da Universidade de Waterloo relata a primeira tentativa de detecção desses ecos, causada por um "fuzz" quântico microscópico que envolve os buracos negros recém-formados.

As ondas gravitacionais são ondulações na estrutura do espaço-tempo, causado pela colisão de maciços, objetos compactos no espaço, como buracos negros ou estrelas de nêutrons.

"De acordo com a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, nada pode escapar da gravidade de um buraco negro, uma vez que tenha passado um ponto sem volta, conhecido como horizonte de eventos, "explicou Niayesh Afshordi, professor de física e astronomia em Waterloo. "Este foi o entendimento dos cientistas por um longo tempo, até que Stephen Hawking usou a mecânica quântica para prever que as partículas quânticas vazariam lentamente dos buracos negros, que agora chamamos de radiação Hawking.

"Os cientistas não conseguiram determinar experimentalmente se alguma matéria está escapando dos buracos negros até a detecção muito recente de ondas gravitacionais, "disse Afshordi." Se o fuzz quântico responsável pela radiação Hawking existe em torno dos buracos negros, ondas gravitacionais podem ricochetear nele, o que criaria sinais de ondas gravitacionais menores após o principal evento de colisão gravitacional, semelhante a ecos repetidos. "

Afshordi e seu co-autor Jahed Abedi do Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik na Alemanha, relataram as primeiras descobertas provisórias desses ecos repetidos, fornecer evidências experimentais de que os buracos negros podem ser radicalmente diferentes do que a teoria da relatividade de Einstein prevê, e falta de horizontes de eventos.

Eles usaram dados de ondas gravitacionais da primeira observação de uma colisão de estrelas de nêutrons, registrados pelos detectores de ondas gravitacionais LIGO / Virgo.

Os ecos observados por Afshordi e Abedi correspondem aos ecos simulados previstos por modelos de buracos negros que explicam os efeitos da mecânica quântica e da radiação de Hawking.

"Nossos resultados ainda são provisórios porque há uma chance muito pequena de que o que vemos seja devido ao ruído aleatório nos detectores, mas essa chance se torna menos provável à medida que encontramos mais exemplos, "disse Afshordi." Agora que os cientistas sabem o que estamos procurando, podemos procurar mais exemplos, e ter uma confirmação muito mais robusta desses sinais. Essa confirmação seria a primeira sondagem direta da estrutura quântica do espaço-tempo. "

O estudo, "Echoes from the Abyss:Um remanescente de buraco negro altamente giratório para a fusão de estrela de nêutrons binários GW170817, "foi publicado no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics em novembro, e recebeu o primeiro prêmio Buchalter Cosmology Prize este mês.