De acordo com a teoria geral da relatividade, o movimento de qualquer corpo massivo provoca a ocorrência de ondulações espaço-temporais chamadas ondas gravitacionais. Eles foram registrados pela primeira vez em 2015. As ondas gravitacionais podem ser os ecos da fusão de dois buracos negros - áreas do espaço-tempo em que a gravidade é tão forte que nenhum corpo pode deixá-las, mesmo que se mova à velocidade da luz.
A descoberta de ondas gravitacionais fez com que os cientistas reconsiderassem velhas teorias que explicavam a estrutura e as características dos buracos negros e desenvolvessem novas. As equações de Einstein mostraram-se erradas em alguns casos. Várias teorias generalizadas surgiram na tentativa de compreender uma série de questões fundamentais, incluindo matéria escura, energia escura e gravidade quântica.
Enquanto aguardam novas aparições de ondas gravitacionais, os teóricos analisam os efeitos existentes a partir dos pontos de vista de diferentes teorias da gravitação. Os cientistas enfrentam uma série de questões, e uma delas é a complexidade dos cálculos: elas requerem o processamento de enormes conjuntos de dados e integrações numéricas amplas e, além disso, as propriedades de diferentes partes do espaço-tempo podem ser caracterizadas por várias funções.
Buracos negros são descritos por equações "elegantes" apenas na teoria de Einstein, que é a mais simples e possui certas características simétricas (ou seja, se alguém conhece uma solução em um ponto, a solução para o outro ponto, simétrica à primeira, pode ser determinada automaticamente). Teorias alternativas são diferentes: descrever buracos negros requer equações complexas, grandes equipes e supercomputadores.
Qualquer equação que descreva um objeto ou um fenômeno inclui vários membros. Cada membro corresponde a um determinado parâmetro sistêmico e está ligado às características básicas que são relativamente estáveis (por exemplo, massa ou carga). Essas conexões podem ser muito complexas e os especialistas muitas vezes tentam evitá-las fazendo suposições e aproximações.
Os cientistas da RUDN mostraram em seu trabalho que o processo de solução para certas teorias não Einsteinianas pode ser simplificado. Tendo comparado resultados esperados e observados, eles descobriram que o impacto de certos membros que distorcem a elegante simetria é tão pequeno que pode ser negligenciado.
É fácil verificar se essas teorias simplificadas descrevem corretamente um objeto no espaço inserindo as características anteriores do sistema na equação e calculando seus valores atuais esperados. Depois que o resultado descrevendo sua posição, radiação ou outro parâmetro mensurável é obtido, ele deve ser comparado com os dados reais. Se os valores forem semelhantes, uma equação simplificada será considerada correta.
Astrofísicos da RUDN delinearam uma maneira de resolver mais um problema. Podemos ainda carecer de uma verdadeira teoria da gravitação. Neste caso, ao descrever buracos negros, temos que usar equações que levam em consideração os parâmetros de cada teoria em particular. Equações como essas também exigem cálculos complicados, mas a nova abordagem pode torná-las consideravelmente mais simples.
"Os resultados de nosso trabalho podem ser úteis não apenas nos estudos de processos em buracos negros, mas também na verificação de previsões teóricas e na teoria de Einstein em geral", conclui Roman Konoplya, co-autor do trabalho e pesquisador associado do Instituto de Gravitação e Cosmologia, RUDN.
As leis da existência dos buracos negros diferem do que conhecemos da física clássica ou quântica. Além disso, ainda não está claro se os entendemos corretamente. Estudar buracos negros nos ajudará a ver padrões universais de desenvolvimento e prever o destino do Universo.
Fonte: Space Daily via RUDN University
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