Um estudo publicado na revista Nature Astronomy indica que a próxima geração de registros de buracos negros poderá revelar diferenças sutis capazes de confirmar — ou questionar — as previsões da relatividade geral de Albert Einstein.

Os autores desenvolveram um método para comparar fotografias reais com imagens sintéticas geradas por simulações tridimensionais de gás e campos magnéticos em torno de buracos negros. O objetivo é confrontar o cenário previsto por Einstein, de 1915, com modelos alternativos de gravidade que tentam solucionar limitações da teoria em condições extremas.

Por que agora?

A iniciativa se apoia nos avanços do Telescópio do Horizonte de Eventos (EHT), responsável pela primeira imagem de um buraco negro, no centro da galáxia M87, em 2019, e pela captura de Sagitário A*, no coração da Via Láctea, em 2022. Embora não mostrem o objeto diretamente, essas fotos revelam o brilho do gás superaquecido que o circunda e a sombra projetada no núcleo.

Segundo o pesquisador Akhil Uniyal, da Universidade Jiao Tong de Xangai, pequenas variações na geometria do espaço-tempo podem alterar o contorno dessa sombra, a distribuição dos anéis luminosos e o brilho do material em torno do buraco negro. Essas diferenças, hoje imperceptíveis, tendem a se tornar mensuráveis à medida que a resolução das imagens melhora.

O que as simulações mostram

As simulações apontam que, nas fotografias atuais, modelos alternativos se parecem muito com o buraco negro “padrão”. Porém, quando a nitidez aumenta, as discrepâncias ficam mais evidentes — indicando a possibilidade de distinguir um objeto que segue rigorosamente Einstein de outro que exige ajustes na teoria.

Algumas propostas extremas chegam a prever a ausência de um horizonte de eventos, o que resultaria em assinaturas completamente diferentes nas fotos de alta definição, como mudanças no acúmulo de gás, na quantidade de radiação emitida e no ponto de origem dos jatos relativísticos.

Imagem: Luciano Rezzolla

Próximos passos

Para colocar essas previsões à prova, os cientistas planejam ampliar a rede global de 11 observatórios do EHT e recorrer a técnicas de interferometria de base muito longa (VLBI) no espaço. O estudo fornece metas numéricas claras de resolução, orientando o desenvolvimento de futuros telescópios capazes de registrar as mínimas distorções previstas pelos diferentes modelos gravitacionais.

Com observações mais precisas, a comunidade espera estabelecer limites rigorosos para as teorias alternativas ou encontrar evidências de que os buracos negros não se comportam exatamente como a relatividade geral descreve.

Com informações de Olhar Digital