Visão artística do horizonte de eventos do buraco negro
Os astrofísicos da PFU (Universidade da Amizade dos Povos da Rússia) propuseram uma abordagem para simplificar os cálculos dos efeitos observados nas proximidades dos buracos negros, aos quais o aparato matemático da teoria da relatividade clássica de Einstein não é usado. A teoria geral da relatividade diz que o movimento de qualquer corpo massivo leva ao aparecimento de ondulações no espaço-tempo (ondas gravitacionais). Pela primeira vez, eles puderam se inscrever em 2015. Ondas gravitacionais são um eco da confluência de objetos gravitacionais massivos, como buracos negros. Nessas áreas, a gravidade é tão poderosa que até a luz não pode escapar.
A descoberta de ondas gravitacionais forçou os cientistas a revisar as teorias antigas, explicando a estrutura e as características dos buracos negros, e assumindo o desenvolvimento de novas. Em alguns casos, as equações de Einstein se mostraram erradas. Numa tentativa de compreender um certo número de questões fundamentais (matéria escura, energia escura e gravidade quântica), surgiram várias teorias generalizadas.
Antecipando novas observações de ondas gravitacionais, os teóricos analisaram os efeitos existentes a partir da posição de diferentes teorias gravitacionais. Ao mesmo tempo, surgiram problemas, um dos quais está na complexidade dos cálculos - uma grande quantidade de dados e integrações numéricas amplas precisam ser processadas. Além disso, as características de diferentes partes do espaço-tempo podem ser descritas por várias funções. Os buracos negros são descritos por equações elegantes apenas na teoria de Einstein - são simples e possuem certas características simétricas. Mas a característica dos buracos negros requer equações complexas, grandes equipes e supercomputadores. Em qualquer equação, existem vários membros. Cada um deles é responsável por um determinado parâmetro do sistema e está associado às principais características relativamente estáveis. Essas relações podem ser extremamente complexas, por isso os especialistas tentam evitá-las fazendo suposições e aproximações.
No novo trabalho, os cientistas da RUDN mostraram que o processo de resolver algumas teorias não-Einstein pode ser simplificado. Comparando os resultados esperados e observados, verificou-se que os efeitos de alguns membros que distorcem a simetria elegante são tão pequenos que podem ser negligenciados. Tendo obtido o resultado descrevendo a posição do objeto, ele é comparado com os dados físicos. Se os valores forem semelhantes, a equação simplificada será considerada correta.
Os astrofísicos da Universidade RUDN delinearam uma maneira de resolver outro problema. Talvez nos falte a verdadeira teoria da gravidade. Então, ao descrever os buracos negros, os teóricos devem usar equações que levem em conta os parâmetros de cada teoria em particular. Tudo isso requer cálculos complexos, mas a nova abordagem os tornará muito mais fáceis. É importante entender que as leis que regem os buracos negros diferem da física clássica ou quântica. Além disso, ainda não está claro se os entendemos corretamente. O estudo dos buracos negros revelará os padrões universais de desenvolvimento e preverá o destino do universo.
