Experimento mostra como buracos negros afetam espaço-tempo

Cientistas da Universidade de Nottingham criaram um “vórtice quântico” que imita o ambiente turbulento ao redor dos buracos negros. O experimento criou ondas na superfície de um superfluido semelhante ao arrasto gravitacional causado pelos buracos negros, permitindo estudar esse efeito misterioso.

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A Teoria da Relatividade Geral define a gravidade como uma distorção causada no espaço-tempo pela massa dos objetos. Os buracos negros, objetos massivos e incrivelmente compactos, causam uma distorção extrema no espaço ao redor deles.

Os astrônomos acreditam que buracos negros possuem rotação. Isso adiciona à distorção do espaço um efeito de arrasto em espiral chamado efeito Lense-Thirring, que é mais ou menos como a massa de um bolo em uma batedeira. Contudo, ao contrário da massa de bolo, o espaço em si não possui densidade, o que dificulta a análise desse efeito.

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Para compreender melhor o arrasto, a equipe do novo estudo criou um vórtice em um superfluido resfriado a temperaturas próximas ao zero absoluto. O resultado foi um análogo que simula os efeitos gravitacionais de arrasto causados por buracos negros com rotação.

O experimento foi construído com um sistema criogênico que resfriou hélio líquido a cerca de 3-4 graus acima do zero absoluto. Isso lhe conferiu propriedades quânticas que eliminam quase toda densidade do material e criam um tornado quântico, resultando em dezenas de milhares de vórtices que tendem a se separar uns dos outros.

Esse efeito exibiu paralelos com o comportamento da gravidade dos buracos negros e a influência no formato do espaço-tempo ao seu redor. Isso pode tornar este experimento um novo recurso para simular o efeito Lense-Thirring em laboratório, substituindo simulações anteriores feitas com água.

A pesquisa foi publicada na revista Nature.

Leia a matéria no Canaltech.

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