O que o Nobel de física desse ano nos diz

Por João Gabriel

O prêmio Nobel de física desse ano foi para Roger Penrose, Andrea Ghez e Reinhard Genzel. A Penrose, por provar que buracos negros são uma solução da equação da relatividade geral, e Andre Ghez e Reinhard Genzel por seus estudos em tentar provar que o centro da nossa galáxia é um buraco negro supermassivo.

Uma das incógnitas mais pertinentes no estudo de buracos negros foi encontrar uma solução fisicamente aplicável das equações da relatividade geral. Já em 1916, 1 ano depois de Einstein ter formulado a teoria da relatividade geral, o astrofísico Karl Schwarzschild encontrou o que seria uma solução matemática, e não física, para as equações de Einstein. Essas soluções matemáticas provaram o que é a singularidade de um buraco negro, o que significa que não podemos definir os termos da equação porque se tornariam infinitos. Estudos mais tarde confirmaram que era apenas algo matemático.

Mas antes, o que é um buraco negro? E um buraco negro supermassivo? Um buraco negro de maneira grossa seria um “buraco” no tecido do espaço tempo, tal qual formulado por Einstein, onde a gravidade não é uma força, mais sim a deformação do espaço tempo; quanto maior a massa e a densidade de um objeto, maior será a deformação. Consequentemente, maior será a gravidade. O buraco negro entra quando um objeto com muita massa colapsa de maneira tão brusca que rompe com o espaço tempo, criando uma singularidade, onde a gravidade é tão forte que nem a luz, que é a coisa mais rápida conhecida, consegue escapar. Um buraco negro supermassivo, por sua vez, é quando o objeto que colapsa tem uma massa extremamente grande; bilhões de vezes maior que a do sol.

Então, o que Penrose fez para solucionar esta equação de maneira aplicável? Ele propôs uma ideia de superfícies de armadilha. Uma superfície que puxa a força de todos os raios apontando para um centro, independentemente da superfície se curvar para fora ou para dentro. Usando essas superfícies de armadilha, ele conseguiu provar de maneira fisicamente aplicável que as soluções da equação de Einstein sempre dizem que um buraco negro tem uma singularidade, resolvendo um dos maiores problemas da relatividade geral que era sua aplicação em buracos negros.

Já Andrea Ghez e Reinhard Genzel ganharam o prêmio Nobel por seus trabalhos em analisar o comportamento das estrelas da nossa galáxia para tentar descobrir se no centro de nossa galáxia há um buraco negro.

Em um aglomerado de matéria, as estrelas que passassem seriam puxadas de múltiplas direções, e suas órbitas resultantes seriam normais. Mas se fosse um buraco negro supermassivo compacto, então as estrelas deveriam passar em alta velocidade. Foi isso que a equipe deles conseguiu fazer com sucesso: analisar o movimento de nossas estrelas que mostram que provavelmente o centro de nossa galáxia é realmente um buraco negro.

A que dizer a respeito das críticas de muitos físicos a Penrose?

Muitos têm achado que as críticas que Penrose vem recebendo são em relação aos seus estudos sobre a singularidade, mas as críticas dizem respeito à questão do universo cíclico, defendido por ele. Essas críticas são feitas há muito tempo a ele e ao pensamento de universo cíclico.

Antes que questionem, a ideia do universo cíclico diz basicamente que o universo é eterno, não teve início, o big-bang, e não terá um fim, o big crunch. Um dos mais óbvios problemas dessa teoria está em relação ao que a 2ª lei da termodinâmica diz, que toda a desordem no universo tende a aumentar; o caos, a entropia, causando uma morte térmica de todo o cosmos.

Existem muitos que ainda defendem o universo cíclico, como o Penrose; muitos estudos foram e estão sendo feitos para criar um modelo de universo cíclico, como a ideia de que o universo sempre estaria se desenvolvendo no tempo de maneira repetida.

E por mais que Penrose defenda essa ideia, não deve-se desmerecer a sua conquista e nem o seus trabalhos que são muito relevantes em diversos campos da ciência, que inclusive nos ajudam no nosso dia a dia. Até mesmo Einstein deu possibilidade de um universo circular, estático e fechado e foi muito atacado, na época, na década de 1930, mas com o avanço da ciência e tecnologia, hoje cresce como uma área de estudo.

João Gabriel da Silva Rebouças é membro da União Brasileira de Astronomia, mais especificamente fazendo pesquisas na área lunar, mas também na gravidade quântica de Campos.

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