Novos conhecimentos sobre Universo exigirão ouvir som dos buracos negros

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/08/2026

Colisão de buracos negros em rotação, um evento que permitiu pela primeira vez captar o som do horizonte de eventos de um buraco negro.
[Imagem: Aurore Simonnet (SSU/EdEon)/LVK/URI/LIGO]

Zumbidos de buracos negros

Em 2024, cosmologistas, físicos e astrofísicos dos cinco continentes se reuniram em Copenhague, na Dinamarca, para discutir o que sabemos e o que devemos pesquisar sobre os buracos negros, visando sobretudo os aspectos desses corpos celestes que possam nos dizer algo sobre a unificação da Teoria da Relatividade com a Mecânica Quântica.

Havia muitas ideias, mas também se viu que restava muita coisa a alinhavar, de modo que os especialistas concluíram que o melhor era juntar um grupo deles - 70 se ofereceram - para varrer todos os artigos científicos e traçar um roteiro mais pé no chão para as futuras pesquisas.

Essa revisão acaba de ficar pronta, e a conclusão é que a linha de pesquisa prioritária, porque mais promissora, está justamente em ouvir os sons dos buracos negros, algo que só se tornou uma realidade experimentalmente há poucos dias.

Ouvir o "zumbido" produzido quando buracos negros colidem entre si e se fundem pode permitir testar a teoria da relatividade geral de Einstein sob as condições mais extremas do Universo, desvendando os segredos desses objetos misteriosos, e eventualmente lançando luzes sobre os eventos de natureza quântica envolvidos.

Os especialistas chamam esse campo emergente de "espectroscopia de buracos negros", uma ideia que era meramente teórica até poucos meses atrás, mas que parece ser a mais promissora para aumentar nosso conhecimento sobre o Universo.

A interação da luz com as ondas gravitacionais pode detectar partículas de gravidade.
[Imagem: B. Schröder/HZDR]

Observatórios de ondas gravitacionais

Durante a fase de ressonância após a colisão e fusão, um buraco negro recém-formado emite vibrações características de ondas gravitacionais, conhecidas como "modos quase-normais". Medir essas frequências pode permitir determinar a massa do buraco negro e sua velocidade de rotação, além de apontar se a teoria de Einstein está correta em todas as situações.

Desde a primeira detecção de ondas gravitacionais, em 2015, a colaboração Ligo-Virgo-Kagra já observou centenas de fusões de buracos negros e mediu dezenas de ressonâncias de buracos negros, identificando seus tons característicos.

Até o momento, todas as ressonâncias observadas estão de acordo com a Relatividade Geral, mas os detectores atuais já estão mostrando suas limitações. Observatórios futuros - incluindo o Telescópio Einstein, o Explorador Cósmico, que será o maior instrumento científico já construído, e a missão espacial LISA - podem encontrar pistas de uma nova física.

"Ao ouvirmos os zumbidos de buracos negros recém-formados, estamos transformando as ondas gravitacionais em uma ferramenta para explorar algumas das questões mais profundas da física, desde a natureza da própria gravidade até a possibilidade de descobrir formas inteiramente novas de matéria e energia," arrisca o professor Gregorio Carullo, da Universidade de Birmingham.

Outra aposta está nos detectores de grávitons, as hipotéticas partículas da força da gravidade.
[Imagem: Igor Pikovski]

O que sabemos e o que queremos saber

As colisões de buracos negros geram campos gravitacionais tão intensos que não é possível recriá-los em laboratórios na Terra. Isso não quer dizer que não saibamos nada sobre eles. De fato, a revisão mostrou o que já descobrimos:

• A colisão de buracos negros gera múltiplos sobretons de ressonância, análogos aos harmônicos em instrumentos musicais.
• Há interações de modos, quando as vibrações se influenciam mutuamente.
• Os dados mostram excitações de modos dinâmicos.
• Os dados mostram "pontos excepcionais", onde os modos se fundem e se comportam de maneiras incomuns.
• As emissões sonoras apresentam espécies de "caudas", amplificadas por fusões em ambientes astrofísicos congestionados.

Por conta disso, o painel de especialistas acredita que as ressonâncias dos buracos negros poderão ser usadas para testar fenômenos além do Modelo Padrão da física de partículas, incluindo:

• Teorias da gravidade além de Einstein
• Matéria escura
• Efeitos em escala quântica próximos aos horizontes de eventos dos buracos negros

A expectativa é que tudo isso se torne possível com a próxima geração de detectores de ondas gravitacionais, fornecendo instrumentos que deverão detectar muito mais fusões de buracos negros e fazer medições de múltiplos modos de zumbidos. Esses futuros observatórios deverão permitir que os astrofísicos desvendem mecanismos de formação de buracos negros não cobertos pelos modelos atuais, além de testar a teoria de Einstein com muito mais precisão e até mesmo procurar por novas partículas e forças desconhecidas.

"À medida que os detectores de ondas gravitacionais se tornam mais sensíveis, a espectroscopia de buracos negros promete transformar os buracos negros, de objetos misteriosos em laboratórios de precisão, para estudar processos astrofísicos complexos e desvendar novos fenômenos fundamentais da física," prevê Carullo.

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