Agora, dois matemáticos provaram que Hawking e seus colegas estavam errados. Novo trabalho – em um par artigos recentes por Cristóvão Kel Instituto de Tecnologia de Massachusetts e Ryan Unger Universidade de Stanford e Universidade da Califórnia, Berkeley – mostra que não há nada nas nossas leis conhecidas da física que impeça a formação de um buraco negro supermassivo.
A prova matemática deles é “bela, tecnicamente inovadora e fisicamente impressionante”. Michalis Dafermosmatemático da Universidade de Princeton (e conselheiro dos Drs. Kehle e Unger). Ele aponta para um universo potencialmente mais rico e diversificado, onde “buracos negros extremos poderiam estar astrofisicamente por aí”.
Isso não significa que eles sejam. “Só porque existe uma solução matemática com boas propriedades não significa necessariamente que a natureza a utilizará”, disse Hanna. “Mas se de alguma forma encontrarmos um, será de verdade [make] temos que pensar sobre o que estamos perdendo.” Tal descoberta, observou ele, tem o potencial de levantar “alguns tipos de questões muito radicais”.
Lei impossível
Antes da prova de Köhle e Unger, havia boas razões para acreditar que os buracos negros não existiam.
Em 1973, Bardeen, Carter e Hawking introduziram quatro leis para o comportamento dos buracos negros. São semelhantes às quatro antigas leis da termodinâmica – um conjunto de princípios sagrados que dizem, por exemplo, que o universo se torna mais desordenado ao longo do tempo e que a energia não pode ser criada ou destruída.
Em seu artigo, os físicos provaram as três primeiras leis da termodinâmica dos buracos negros: zero, primeira e segunda. Por extensão, eles levantaram a hipótese de que a terceira lei (como a sua contraparte termodinâmica padrão) também seria verdadeira, embora ainda não tivessem provado isso.
Esta lei afirmava que a gravidade superficial de um buraco negro não pode diminuir até zero num determinado período de tempo – por outras palavras, não há forma de criar um buraco negro supermassivo. Para apoiar as suas afirmações, o trio argumentou que qualquer processo que permitisse que a carga ou rotação de um buraco negro atingisse extremos extremos também poderia fazer com que o seu horizonte de eventos desaparecesse completamente. Acredita-se que os buracos negros não podem existir sem horizontes de eventos chamados singularidades nuas. Além disso, como se sabe que a temperatura de um buraco negro é proporcional à sua gravidade superficial, um buraco negro sem gravidade superficial também não teria temperatura. Tal buraco negro não emitiria radiação de calor – algo que Hawking propôs mais tarde que os buracos negros deveriam fazer.
Em 1986, um físico chamado Werner Israel parecia pensar que quando ele publicou a prova a terceira lei. Digamos que você queira fazer um superburaco negro a partir de um buraco normal. Você pode fazer isso fazendo-o girar mais rápido ou adicionando partículas carregadas. O argumento de Israel parecia indicar que isto não poderia forçar a gravidade superficial do buraco negro a cair para zero num tempo finito.
Como Kehle e Unger acabariam por revelar, o argumento de Israel escondia uma falha.
Morte da Terceira Lei
Kehle e Unger não pretendiam encontrar buracos negros supermassivos. Eles tropeçaram neles por acidente.
Eles estudam a formação de buracos negros eletricamente carregados. “Descobrimos que poderíamos fazer isto” – um buraco negro – “para qualquer relação carga/massa”, disse Kehle. Isto envolve um estado em que a carga é a mais alta possível, a marca registrada de um buraco negro supermassivo.
Dafermos reconheceu que seus ex-alunos haviam descoberto um contra-exemplo para a terceira lei de Bardin, Carter e Hawking: eles haviam demonstrado que poderiam realmente transformar um buraco negro em buraco negro em um determinado período de tempo.
Kehle e Unger começaram com um buraco negro que não gira e não tem carga, e o que poderia fazer se fosse colocado num ambiente simplificado chamado campo escalar, o que implica um fundo de partículas uniformemente carregadas. Eles então atacaram o buraco negro com pulsos de campo para adicionar carga a ele.
