João Lopes Costa, docente do ISCTE-IUL e investigador na BRU-IUL, que integra uma equipa internacional de matemáticos e físicos, estudou buracos negros num Universo em expansão. Os seus resultados, publicados num artigo da Physical Review Letters, mostram que, usando a teoria da Relatividade Geral de Einstein, nem sempre – mediante condições específicas – será possível determinar o futuro do espaço-tempo no interior desses buracos negros!

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O trabalho desenvolvido demonstra que os buracos negros – objectos astrofísicos que podem ser gerados pela implosão de estrelas – devem, em situações extremas, conter uma região onde as condições físicas não são fixadas pelo seu estado inicial. Esta ideia entra em divergência com a conjetura da Censura Cósmica Forte, que estipulava haver um determinismo intrínseco no cálculo do estado exato de um sistema físico em qualquer ponto do futuro, desde que conheçamos o seu estado inicial perfeitamente. Desta forma, tendo em conta a teoria da relatividade geral: um conhecimento preciso da geometria do espaço e a sua tendência de mudança no presente, permite-nos, pelo menos em teoria, prever exatamente como o espaço-tempo vai evoluir. Por esta relação de causalidade, a teoria de Einstein é considerada pela maioria dos físicos como determinista.

Do ponto de vista teórico, espera-se que dentro de um buraco negro se forme o que Einstein chamou de singularidade, que deriva da destruição do "horizonte de Cauchy". Conforme explicava o físico britânico Roger Penrose, nos anos 70, um mecanismo dentro da relatividade geral - uma censura - impossibilitava a criação dos horizontes de Cauchy. No caso de um buraco negro carregado electricamente, Penrose calculou que mesmo uma pequena perturbação nas condições iniciais da estrela na implosão acabava por destruir o horizonte de Cauchy e produzia, assim, uma singularidade.

Como explica João Lopes Costa, esta regra é agora posta em causa, uma vez que mediante algumas circunstâncias a singularidade imposta pela censura cósmica não se forma. A equipa do investigador considerou o efeito líquido de duas influências opostas no horizonte de Cauchy - a amplificação de qualquer pequena perturbação pela imensa gravidade de um buraco negro, por um lado, e o efeito de amortecimento do ambiente externo do buraco negro, por outro. Os seus resultados mostram que, de facto, ‘uma singularidade aparece no horizonte de Cauchy na maioria dos casos, como seria de esperar. Contudo, por vezes (quando o buraco negro tem muita carga elétrica) o horizonte de Cauchy permanece intacto... isto é, a teoria de Einstein parece não conseguir prever o futuro nalgumas situações!’

Não sendo uma área de estudo comum no ISCTE-IUL, torna-se profundamente relevante podermos contribuir para melhor conhecer o Universo!

Consulte o artigo aqui.