RIO — Em 1971, o físico britânico Stephen Hawking formulou o teorema da área do horizonte de eventos de um buraco negro, que consiste em não ter seu tamanho alterado com o tempo. Agora um artigo publicado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachussetts, no periódico Physical Review Letters em junho, demonstra que essa lei pôde ser, enfim, confirmada.
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O conceito "horizonte de eventos de um buraco negro" diz respeito ao que está ao seu redor e é conhecido como "ponto de não retorno", pois, segundo Hawking, toda partícula que entra neste espaço, incluindo a luz, não pode mais sair devido a uma força da gravidade extremamente alta.
Nesse tema, entra a termodinâmica do buraco negro, que leva em conta as leis da termodiâmica. E, entre elas, está o teorema da área, que foi confirmado, conforme consta no artigo "Testing the black-hole area law with GW150914" (Testando a lei da área do buraco negro com GW150914).
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Este código apresentado ao final do título trata-se da primeira detecção de fusão do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (LIGO). Foram a partir de seus dados que os cientistas puderam apresentar a confirmação observacional da lei da área de Hawking.
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De acordo com o artigo, é atualmente impossível testar o teorema medindo buracos negros individuais. Por isso, os pesquisadores realizaram observações de ondas gravitacionais, que permitem análises das fusões de buracos negros. Até então, esta perspectiva foi discutida em pesquisas científicas, mas nenhuma análise visando explicitamente à área de buracos negros foi realizada de forma conclusiva em dados reais do LIGO.
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Segundo os autores, a lei que dita que a área do horizonte de eventos de um buraco negro, bem como a entropia, não pode diminuir ao longo do tempo, pelo menos em escalas de tempo muito mais curtas do que a idade do universo, é "uma consequência fundamental da relatividade geral e da hipótese da censura cósmica, com implicações de longo alcance para a gravidade clássica e quântica".
"Apresentamos a confirmação observacional do teorema da área do buraco negro de Hawking com base em dados da GW150914, encontrando acordo com a previsão com 97% de probabilidade quando modelamos o estágio de fusão de buraco negro em que a amplitude da onda gravitacional atinge seu pico incluindo sobretons do modo quadrupolar", afirma o artigo.
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O especialista Maximiliano Isi, principal autor da pesquisa, comparou os tamanhos dos buracos negros antes e depois da fusão e observou que o teorema de Hawking não foi violado e se manteve com pelo menos 95% de probabilidade. Para tal, foram utilizados dados, software e/ou ferramentas obtidas através do Centro de Ciência Aberta do LIGO.
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Quando aplicado a uma fusão, o teorema da área implica que a área combinada dos dois buracos negros progenitores não pode exceder aquela do remanescente pós-fusão.
"Para obter medidas antes e depois da fusão, nós dividimos os dados da série temporal do LIGO no pico inferido do sinal da onda gravitacional, e analisamos os dois segmentos resultantes separadamente", explica o artigo, que analisou, no domínio do tempo, as porções “inspiral” e “anelada” do sinal, respectivamente.
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