Esta constante fundamental da natureza permanece a mesma perto de um buraco negro

0
261
Uma grupo de estrelas circunda o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea (órbitas ilustradas). Os cientistas observaram cinco dessas estrelas para mostrar que a constante de estrutura fina é a mesma na Terra e perto de um buraco negro. Créditos: ESO / L. Calçada / Space Engine.

Traduzido por Julio Batista
Original de para o Science News Magazine

Mesmo no terreno de um buraco negro, uma constante essencial da natureza se mantém a mesma.

De acordo com a física padrão, a constante de estrutura fina, que rege as interações de partículas eletricamente carregadas, é a mesma em todo o universo. Algumas teorias alternativas, no entanto, sugerem que a constante pode ser diferente em certos locais, como o ambiente gravitacional extremo em torno de um buraco negro. Mas, quando testada próxima do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, os números da constante não se alteraram, relatam físicos em um artigo aceito na Physical Review Letters.

A constante de estrutura fina é caracterizada por uma variedade de números imutáveis ​​encontrados nas fórmulas da física, como a massa de um elétron ou a velocidade da luz. Esses números determinam a força com a qual as partículas carregadas eletricamente se atraem. Os cientistas não sabem por que a constante tem esse valor – cerca de 1/137. Mas seu tamanho parece crucial: se esse número fosse muito diferente, os átomos não se formariam.

Usando experimentos na Terra, os cientistas mostraram anteriormente que a constante de estrutura fina não varia ao longo do tempo. “O interessante aqui é tentar procurar variações em algum outro lugar do universo, em um ambiente totalmente diferente”, diz o físico Aurélien Hees, pesquisador do SYRTE, no Observatório de Paris.

Usando observações de luz de cinco estrelas que circundam o buraco negro supermassivo no centro da galáxia, Hees e seus colegas de trabalho procuraram indícios de uma constante de estrutura fina alterada. Quando a luz das estrelas é separada em diferentes comprimentos de onda, revela propriedades chamadas linhas de absorção, que indicam comprimentos de onda de luz específicos que são absorvidos por certos átomos. Se a constante de estrutura fina fosse alterada no centro da galáxia, a separação entre essas linhas de absorção seria diferente das medidas das linhas de absorção feitas na Terra.

Mas as linhas de absorção corroboram com as expectativas. Os pesquisadores calcularam que a constante de estrutura fina próxima do buraco negro corroborava com seu valor terrestre mais que um milésimo de um por cento.

É a primeira vez que os cientistas pesquisam uma variação da constante de estrutura fina nas proximidades gerais de um buraco negro, diz Wim Ubachs, pesquisador da Universidade Livre de Amsterdã, um físico que já havia pesquisado mudanças em várias constantes da natureza.

Um estudo de 2010 deu pistas de que a constante de estrutura fina pode variar à medida que os cientistas observam o espaço de forma mais cada vez mais profunda, com o número aumentando ou diminuindo em determinadas direções, mas as evidências para esse fenômeno não são conclusivas. Então, os cientistas estão investigando a constante de várias maneiras, inclusive próxima de um buraco negro.

“O trabalho é muito importante porque denota o início de um novo tipo de estudo”, ou seja, a busca por variação da constante de estrutura fina no centro da galáxia, diz o físico John Webb, pesquisador da Universidade de Nova Gales do Sul, em Sydney, Austrália.

Em pesquisas anteriores, Webb e colegas não encontraram variação ao investigar a constante de estrutura fina em um ambiente ainda mais gravitacionalmente extremo: a superfície de densas estrelas “mortas” chamadas anãs brancas. Portanto, se a nova pesquisa tivesse encontrado alguma indicação de mudança na constante, “eu ficaria muito surpreso”, disse Webb.