Traduzido por Julio Batista
Original de Paul M. Sutter para o Universe Today
Uma equipe de físicos teóricos descobriu uma estranha estrutura no espaço-tempo que, para um observador externo, pareceria exatamente com um buraco negro, mas após uma inspeção mais detalhada vimos que poderiam ser defeitos no próprio tecido do Universo.
A teoria da relatividade geral de Einstein prevê a existência de buracos negros, formados quando estrelas gigantes entram em colapso. Mas essa mesma teoria prevê que seus centros são singularidades, que são pontos de densidade infinita. Como sabemos que densidades infinitas não podem realmente acontecer no Universo, tomamos isso como um sinal de que a teoria de Einstein está incompleta. Mas depois de quase um século de busca por extensões, ainda não confirmamos uma teoria melhor da gravidade.
Mas temos candidatos, incluindo a teoria das cordas. Na teoria das cordas, todas as partículas do universo são, na verdade, laços microscópicos de vibração de cordas. Para suportar a grande variedade de partículas e forças que observamos no Universo, essas cordas não podem apenas vibrar em nossas três dimensões espaciais. Em vez disso, deve haver dimensões espaciais extras que são enroladas sobre si mesmas em variedades tão pequenas que escapam à observação e à experimentação cotidianas.
Essa estrutura exótica no espaço-tempo deu a uma equipe de pesquisadores as ferramentas necessárias para identificar uma nova classe de objeto, algo que eles chamam de sóliton topológico. Em sua análise, eles descobriram que esses sólitons topológicos são defeitos estáveis no próprio espaço-tempo. Eles não requerem matéria ou outras forças para existir – eles são tão naturais para o tecido do espaço-tempo quanto rachaduras no gelo. A pesquisa foi publicada na revista Physical Review D.
Os pesquisadores estudaram esses sólitons examinando o comportamento da luz que passaria perto deles. Por serem objetos de espaço-tempo extremo, eles dobram o espaço e o tempo ao seu redor, o que afeta o caminho da luz. Para um observador distante, esses sólitons apareceriam exatamente como prevemos que os buracos negros apareçam. Eles teriam sombras, anéis de luz, suas funções. As imagens derivadas do Telescópio do Horizonte de Eventos e as assinaturas de ondas gravitacionais detectadas se comportariam todas da mesma forma.
Só quando você chegasse perto perceberia que não está olhando para um buraco negro. Uma das principais características de um buraco negro é seu horizonte de eventos, uma superfície imaginária que, se você a atravessasse, não conseguiria escapar. Sólitons topológicos, por não serem singularidades, não apresentam horizontes de eventos. Assim, você poderia, em princípio, ir até um sóliton e segurá-lo em sua mão, supondo que sobrevivesse ao encontro.
Esses sólitons topológicos são objetos incrivelmente hipotéticos, baseados em nossa compreensão da teoria das cordas, que ainda não provou ser uma hipótese viável e convincente para nossa compreensão da física. No entanto, esses objetos exóticos servem como importantes estudos de teste. Se os pesquisadores puderem descobrir uma importante diferença observacional entre sólitons topológicos e buracos negros tradicionais, isso pode abrir caminho para encontrar uma maneira de testar essa própria derivante da teoria das cordas.
