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Badaladas da fusão de dois buracos negros como previsto pela Relatividade Geral


Ao analisar o primeiro evento de fusão entre dois buracos negros já detectado, em específico as ondas gravitacionais associadas (1), astrofísicos conseguiram finalmente observar uma resposta gravitacional similar ao badalar de um sino. Os 'tons' das ondas gravitacionais confirmam as propriedades de um buraco negro previstas pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein em 1915 (2). O achado foi publicado no periódico Physical Review Letters (3).

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Para saber mais, acesse:
(1) O que são as Ondas Gravitacionais?
(2) O que é a Teoria da Relatividade Geral e Especial?

A determinação desses tons das ondas gravitacionais foi feita a partir da re-análise dos dados do LIGO (Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser) (1) oriundos da detecção da fusão de um sistema binário de buracos negros (GW150914). Com observações começando no pico do sinal, os pesquisadores encontraram fortes evidências do modo quasi-normal fundamental e, no mínimo, um sobretom, ambos associados com o modo angular dominante (l = m = 2). Um modelo de "badalo" (ringdown model) incluindo sobretons permitiu medir a massa final e a magnitude do spin do remanescente (corpo final pós-fusão) exclusivamente a partir de dados pós- inspirais, resultando em um estimado em concordância com os valores inferidos de todo o sinal. Essa concordância entre as medidas pós-inspirais da massa e spin e aqueles usando a forma de onda completa suportam a hipótese de que a fusão GW150914 produziu um buraco negro Kerr, como predito pela Relatividade Geral, e forneceu um teste do teorema sem-cabelo (no-hair theorem) no nível de ~10%.

Quando dois buracos negros se fundem, o super-buraco negro resultante vibra como um sino sendo badalado. As reverberações emitem ondas gravitacionais em tons - no caso do estudo, dois tons independentes foram detectados e analisados - característicos que vão se enfraquecendo com o tempo à medida que o novo buraco negro se estabiliza. O teorema sem-cabelo referido afirma que esses tons - e todos as outras propriedades externas de um buraco negro - dependem somente da massa e rotação do buraco negro, assim como previsto pela Teoria da Relatividade Geral. Alguns cientistas, no entanto, vinham propondo que esses efeitos eram dependentes de interações descritas pela mecânica quântica também; o novo estudo não dá suporte a essa hipótese.

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Previamente a esse estudo, era pensado que esses tons eram muito fracos para serem detectados - demoraria ainda mais uns 10 anos para isso. De acordo com os pesquisadores, assim como a medida do espectro atômico no século XIX abriu uma nova era da Astrofísica Estelar (classificação e entendimento das estrelas), o novo achado abre a era do espectro dos buracos negros e o maior entendimento desses corpos e dos fenômenos relativísticos associados.

Novas detecções e análises de dados futuros obtidos pelos laboratórios LIGO e VIGO a partir das fusões de buracos negros irão fornecer dados para testes mais rigorosos e simulações mais precisas para o comportamento e propriedades desses eventos.


(3) Publicação do estudo: Physical Review Letters

Badaladas da fusão de dois buracos negros como previsto pela Relatividade Geral Badaladas da fusão de dois buracos negros como previsto pela Relatividade Geral Reviewed by Saber Atualizado on setembro 15, 2019 Rating: 5

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