Buracos negros podem comportar-se como gotas de água. E adquirir a forma de limões

Resultados da investigação feita no Departamento de Física da Universidade de Aveiro foram publicados este mês na revista Physical Review Letters.

Têm dimensões incomparáveis, mas, ao que parece, comportam-se de uma maneira muito semelhante. Se forem sujeitos a carga elétrica, os buracos negros portam-se como as gotas de água, ou seja, a partir de um determinado limite, adquirem formas não esféricas. Ambos ficam parecidos com limões, mais bicudos nos polos. Mas podem ganhar outras formas.

A descoberta foi feita por Carlos Herdeiro, investigador do Departamento de Física e do Centro para a Investigação e Desenvolvimento da Matemática e Aplicações (CIDMA) da Universidade de Aveiro (UA) e Eugen Radu, também da UA, em colaboração com dois outros investigadores da Universidade de Valência, em Espanha.

Ao contrário do que talvez se tenha habituado a imaginar, uma gota de água não tem a forma de uma "cebola", como aparenta quando está queda livre. "Numa estação espacial, praticamente sem gravidade, é uma esfera perfeita", explica ao DN Carlos Herdeiro. De acordo com a demonstração feita em 1879 pelo físico britânico Lord Rayleigh, a gota de água tem, portanto, uma forma igual à de um buraco negro mais simples - uma região do espaço da qual nada, nem mesmo a luz, consegue escapar."E é estável, tal como estes. Se for perturbada, oscila, mas volta à forma esférica".

No entanto, a partir de um determinado limite - denominado limite de Rayleigh -, as gotas de água podem adquirir novas formas não esféricas, que são mais estáveis - porque minimizam a repulsão entre as cargas elétricas - do que uma esfera perfeita.

Nos buracos negros, explica Carlos Herdeiro, "pareciam não existir estas novas formas, mesmo com carga elétrica". Mas a equipa descobriu que, afinal, os buracos negros carregados podem-se comportar, a partir de um certo limiar de carga, de uma maneira muito semelhante a uma gota de água com carga elétrica.

"A primeira deformação não esférica que adquirem é a forma aproximada de um limão, mais bicuda nos polos", avança o investigador da UA. Depois surge uma questão que Carlos Herdeiro considera "intrigante": "A gota começa a ganhar essa forma de limão e as pontinhas podem desenvolver umas gotículas, que acabam por se separar da gota principal. Há uma fissão, que permite à gota livrar-se do excesso de carga elétrica. No caso dos buracos negros, vemos que essas novas formas emergem, mas não sabemos ainda qual vai ser a evolução final, ou seja, se há um processo semelhante em que se formam buracos negros bebés".

Para chegar às conclusões publicadas no artigo "Spontaneous scalarisation of charged black holes", os autores tiveram em consideração a interação entre o campo eletromagnético e outras partículas, "que não tinham ainda sido consideradas".

Ao ser considerada essa interação, explica, surge um novo "canal" para o buraco negro se aliviar da repulsão entre as suas cargas elétricas, ao criar uma nuvem de partículas carregadas em seu redor. Esta nuvem, adianta, "pode tomar várias formas geométricas não esféricas, e como contém uma parte considerável da energia do buraco negro, a forma do buraco negro, que é determinada pela forma da fronteira deste - denominado por horizonte de acontecimentos - adapta-se à forma da nuvem, deixando o buraco negro de ser esférico".