Visualização da deformação do espaço-tempo

Quando dois buracos negros colidem, o espaço-tempo ao redor ondula como o mar durante uma tempestade.

© NOAO (ilustração de dois buracos negros supermassivos)

"Nós descobrimos uma forma de visualizar o espaço-tempo deformado como nunca antes tinha sido possível," conta Kip Thorne, físico do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos.

Combinando teoria com simulações de computador, Thorne e seus colegas desenvolveram ferramentas conceituais que eles apelidaram de linhas tendex e linhas vortex.

As linhas tendex e vortex descrevem as forças gravitacionais geradas pelo espaço-tempo deformado - elas são análogas às linhas dos campos elétrico e magnético, que descrevem as forças elétricas e magnéticas.

© Caltech/Cornell (vórtices ejetados por um buraco negro pulsante)

Foi descoberto que as colisões de buracos negros podem produzir linhas de vórtices que formam um padrão em forma de anel, espalhando-se a partir do novo buraco negro formado pela fusão, onde os feixes de vórtex podem espiralar do buraco negro. Os vórtex descrevem a torção do espaço.

As linhas tendex descrevem a força de estiramento que o espaço-tempo deformado exerce sobre tudo o que encontra em seu caminho.

"As linhas tendex que saem da Lua levantam as marés nos oceanos da Terra," explica David Nichols, coautor da pesquisa e quem cunhou o termo "tendex". Uma linha tendex irá rasgar qualquer coisa que se aproxime de um buraco negro.

Quando se agrupam muitas linhas tendex, elas criam uma região de forte alongamento, chamado tendex. Da mesma forma, um feixe de linhas vortex cria uma região que gira no espaço, chamado vórtice.

O conceito de linhas tendex e linhas vortex representa uma maneira nova e interessante para entender os buracos negros, a gravidade e a natureza do Universo.

"Usando essas ferramentas, nós podemos agora interpretar muito melhor a enorme quantidade de dados que são produzidos em nossas simulações de computador," diz o Dr. Mark Scheel, responsável pelas simulações.

Os novos conceitos podem explicar, por exemplo, as diferenças nas ondas gravitacionais geradas quando os buracos negros colidem sob diferentes ângulos.

Há vários experimentos em andamento e projetados que tentam detectar ondas gravitacionais, e o novo aparato teórico pode ser útil para a compreensão do que está sendo detectado. O conceito de linhas tendex e vortex deverá se tornar uma ferramenta padrão em todos os estudos no campo da relatividade.

Fonte: Physical Review Letters