Podem já ter existido buracos negros microscópicos

Investigadores sugerem que, nos primeiros momentos do Big Bang, podem ter existido buracos negros primitivos do tamanho de um átomo de potássio.

Desde sempre, os seres humanos quiseram explicar os fenómenos mais imprevisíveis e perturbadores do Universo. Embora o estudo da astronomia tenha sido uma constante em todas as civilizações, eventos astronómicos de natureza mais “imprevisível”, como cometas ou eclipses, eram considerados um “presságio de infortúnio” e/ou “ações dos deuses”.

A derrota do rei saxão Harold II em 1066, durante a invasão dos normandos de Guilherme, o Conquistador, foi atribuída ao mau presságio da passagem de um cometa (mais tarde batizado como “Halley”). E durante a Batalha de Simancas (Valladolid, Espanha) entre as tropas de Leão Ramiro II e o califa Ad al-Rahman em 939, um eclipse solar total causou pânico nas tropas de ambos os lados, atrasando a batalha por vários dias.

Como é que os nossos antepassados teriam reagido, então, à existência no Universo de objetos — os chamados buracos negros — capazes de engolir tudo o que caísse neles, inclusive a luz?

Embora os maiores buracos negros já tenham sido detetados e até fotografados, agora também há evidências de pequenos buracos negros do tamanho de átomos de potássio (com um raio de cerca de 0,23 nanómetros, equivalente a 0,23 mil milhões de um metro).

Estes buracos negros de tamanho atómico foram formados nos primeiros momentos do Big Bang e podem até ter compreendido a totalidade da matéria escura do Universo.

Buracos negros primitivos

Partes significativas dos buracos negros no Universo foram formadas pelo colapso gravitacional de estrelas a consumirem todo o seu combustível nos momentos finais: estes são chamados de “buracos negros estelares”.

Nem todas as estrelas se transformam em buracos negros no final da sua vida; quando o núcleo de uma estrela tem menos de duas ou três massas solares, um buraco negro estelar não pode ser criado.

Ou seja, existe uma massa estelar mínima abaixo da qual uma estrela não pode colapsar num buraco negro. Por exemplo, o nosso Sol nunca se transformará num buraco negro no final da sua vida, mas outras estrelas massivas, como a Betelgeuse, tornar-se-ão inevitavelmente buracos negros.

Existem também outros buracos negros chamados buracos negros “primitivos” ou “primordiais”, que — como o próprio nome indica — foram criados nos primeiros momentos do Big Bang, quando o Universo começou, e podem teoricamente possuir qualquer massa e variar em tamanho, desde uma partícula subatómica a várias centenas de quilómetros.

E quando se trata de buracos negros, os supermassivos praticamente não emitem radiação, enquanto os mais pequenos emitem a maior parte da radiação. Mas como é que este fenómeno é possível: buracos negros supermassivos que praticamente não emitem radiação e prendem tudo, até a luz?

A resposta foi fornecida por Stephen Hawking em meados da década de 1970. O físico postulou que os efeitos quânticos próximos ao horizonte de eventos de um buraco negro podem produzir a emissão de partículas que poderiam escapar. Ou seja, os buracos negros que não ganham massa por nenhum outro meio perderão progressivamente a sua massa e acabarão por evaporar.

Então, como é que os buracos de tamanho atómico podem ser evidenciados antes de evaporarem completamente?

Num estudo recente de buracos negros de tamanho atómico, um cenário astrofísico é proposto onde um desses minúsculos buracos negros é capturado por um supermassivo. Conforme o buraco negro de tamanho atómico se aproxima do horizonte de eventos do supermassivo, a fração da radiação Hawking que pode ser detetada na Terra diminui gradualmente, até atingir o tamanho de um raio de luz.