Uma nova pesquisa sugere que buracos negros nascidos nos primeiros instantes do universo podem durar muito mais do que se acreditava, sobrevivendo tempo suficiente para se transformar em buracos brancos que expelem energia. A descoberta desafia décadas de consenso científico sobre o destino final desses objetos cósmicos hipotéticos.
O pesquisador Daniel Paraizo, do Eberly College of Science, nos Estados Unidos, liderou a equipe que realizou os cálculos matemáticos que fundamentam a nova hipótese. Descobrimos que o tempo de vida dos buracos negros é muito mais longo do que se pensava anteriormente, afirmou Paraizo em declaração repercutida pelo portal Space.com.
Os buracos negros primordiais são entidades distintas dos buracos negros de massa estelar conhecidos, formados pelo colapso de estrelas massivas. Eles teriam surgido a partir de flutuações na matéria incrivelmente quente e densa que preencheu o universo nos momentos posteriores ao Big Bang, permanecendo até hoje como objetos hipotéticos jamais detectados diretamente.
De acordo com a teoria proposta por Stephen Hawking nos anos 1970, os buracos negros não são totalmente negros: eles vazam um tipo de radiação térmica conhecida como radiação Hawking. Quanto menor a massa do buraco negro, mais quente ele fica e mais rapidamente perde energia, num processo que culminaria em um final explosivo. A nova pesquisa, no entanto, revela um destino diferente para os buracos negros que atingem a chamada massa de Planck, equivalente a cerca de 20 microgramas.
Para se ter uma ideia dessa escala diminuta, a massa de Planck corresponde aproximadamente ao peso de um fio de sobrancelha humana ou de um ovo de pulga, algo em torno de um cinquenta milésimo do peso de uma jujuba. Uma vez que o buraco negro primordial evapora até atingir esse limiar de 20 microgramas, ele se torna praticamente estável, contrariando estimativas anteriores de que essa massa residual seria irradiada em ao menos um segundo. Nossa estimativa mostra que esses remanescentes de 20 microgramas são praticamente estáveis, explicou Paraizo. É nesse ponto que o objeto começa a emitir o que os pesquisadores chamam de radiação purificadora.
Esse comportamento é característico de um buraco branco, entidade teórica que funciona como uma espécie de buraco negro invertido no tempo. Enquanto os buracos negros aprisionam matéria e radiação em seu horizonte de eventos, os buracos brancos fariam o oposto, expulsando continuamente matéria e energia para o espaço. A equipe identificou que, visto de longe, o objeto resultante tem exatamente as propriedades esperadas de um buraco branco.
Os cálculos indicam que um buraco negro primordial formado com a massa inicial de um asteroide de tamanho médio, cerca de 1 bilhão de toneladas, decairia em aproximadamente 1 bilhão de anos emitindo radiação Hawking até atingir a massa de Planck. Já um buraco negro primordial nascido com apenas 1 tonelada explodiria instantaneamente, alcançando de imediato o limiar de Planck e entrando na fase estável de buraco branco.
Paraizo enfatizou que previsões mais detalhadas sobre o destino final desses objetos exigiriam uma teoria que unifique a relatividade geral e a mecânica quântica, a chamada gravidade quântica, que tem escapado aos físicos desde o início do século XX. O fato de podermos inferir essas propriedades usando apenas ingredientes mínimos da gravidade quântica é notável, destacou o pesquisador. Uma versão pré-revisada por pares da pesquisa está disponível no repositório científico arXiv.