Cientistas criam a primeira ‘bomba de buraco negro’ do mundo em laboratório

O buraco negro é um dos objetos mais mistoriosos do universo. Ele é capaz de engolir tudo, até mesmo a luz. Recentemente, cientistas decidiram reproduzir esse fenômeno em um laboratório no Reino Unido. O experimento deu certo, e eles agora dizem que criaram a primeira “bomba de buraco negro” do mundo.

De onde veio essa ideia?

Tudo começou em 1969, quando o físico britânico Roger Penrose sugeriu que seria possível “roubar” energia de um buraco negro em rotação. Ele imaginou que, perto desse fenômeno cósmico, uma partícula poderia se dividir em duas.

Uma parte cairia no buraco, levando energia negativa, enquanto a outra escaparia com energia extra, como se tivesse ganhado um “empurrãozinho”. Isso não quebra nenhuma lei da física, porque a energia negativa reduz a massa e a rotação do buraco negro.

Dois anos depois, em 1971, o físico Yakov Zel’dovich teve uma ideia ainda mais ousada: será que daria para imitar esse efeito sem um buraco negro de verdade?

Ele propôs usar um cilindro metálico girando bem rápido. Se uma onda com movimento circular (chamada de “onda torcida”) batesse nesse cilindro, ela poderia voltar mais forte, “roubando” um pouco da energia do giro.

Zel’dovich até imaginou que, se o cilindro fosse cercado por algo como um espelho, as ondas poderiam crescer sem parar, criando uma “bomba de buraco negro”. Durante décadas, ninguém conseguiu provar isso com ondas eletromagnéticas, como as da luz ou do wi-fi. Até agora.

Como os cientistas conseguiram isso?

Liderados pelo físico Hendrik Ulbricht e pela pesquisadora Marion Cromb, cientistas da Universidade de Southampton construíram um experimento simples, mas genial. Eles usaram um cilindro de alumínio que girava muito rápido e era movido por um campo magnético especial.

Ao redor do cilindro, colocaram um circuito que funcionava como um “espelho” para as ondas eletromagnéticas. Quando ligaram o experimento, algo incrível aconteceu: as ondas começaram a crescer cada vez mais, a partir de um ruído qualquer, como se estivessem sendo amplificadas sem parar. Era exatamente o que Zel’dovich tinha previsto.

Mas como isso funciona? É aqui que entra uma ideia chamada de “efeito Doppler rotacional”. Você já notou que a sirene de uma ambulância fica mais aguda quando ela se aproxima e mais grave quando se afasta? Isso é o efeito Doppler, que acontece porque as ondas sonoras são comprimidas ou esticadas pelo movimento.

No experimento, o cilindro girava tão rápido que as ondas eletromagnéticas que batiam nele mudavam de frequência, como se “ficassem negativas”. Quando isso acontece, em vez de o cilindro absorver as ondas, ele as reflete com mais energia, amplificando-as.

“É como se estivéssemos gerando um sinal forte a partir de um barulhinho qualquer, igual ao que aconteceria perto de um buraco negro de verdade”, disse Ulbricht em um comunicado da universidade.

O experimento também mostrou que, quando o cilindro perde energia de rotação, a amplificação para, exatamente como aconteceria com um buraco negro de verdade. A descoberta foi publicada na revista Nature Communications e no site de pré-impressão arXiv.

Essa ‘bomba’ é uma arma?

O termo “bomba de buraco negro” não significa que os cientistas criaram uma arma ou algo que explode. A palavra “bomba” é usada de forma figurada, para descrever um processo que amplifica energia de maneira intensa.

O termo foi escolhido porque o sistema cria uma reação em cadeia: um pequeno sinal (como um ruído) é amplificado, e essa amplificação gera mais energia, que amplifica ainda mais, e assim por diante.

É como se o sistema “explodisse” em termos de energia produzida, mas de forma controlada e sem destruição.

Por isso, o experimento é puramente científico, não tem aplicação como arma e não causa explosões ou danos. O objetivo é entender a física dos buracos negros e explorar fenômenos do universo.

Por que isso é importante?

Esse experimento é um marco porque, pela primeira vez, os cientistas conseguiram provar que o “efeito Zel’dovich” funciona com ondas eletromagnéticas. Antes, eles já tinham testado com ondas sonoras, mas as ondas eletromagnéticas são muito mais difíceis de controlar.

Além de nos ajudar a entender melhor os buracos negros, esse efeito, chamado de superradiância, pode ter usos práticos.

Os cientistas acreditam, por exemplo, que ele pode ajudar a encontrar partículas misteriosas, como as que formam a matéria escura, uma substância invisível que existe no universo. Também pode inspirar novas tecnologias, como geradores mais eficientes para turbinas eólicas.

No futuro, os pesquisadores querem ir ainda mais longe: eles sonham em criar ondas eletromagnéticas a partir de flutuações quânticas, algo que seria como “tirar energia do vácuo”. Parece impossível, mas, com esse avanço, já não parece tão distante.

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