Raios gama expelidos próximo de um buraco negro parecem “reverter o tempo”

ESO/A. Roquette

Quando uma estrela massiva colapsa num buraco negro, envia um sinal muito brilhante na forma de explosões de raios gama. Agora, os cientistas descobriram algo muito peculiar sobre estes misteriosos sinais, que são reversíveis no tempo.

Um estudo recente, cujo artigo científico foi publicado recentemente no Astrophysical Journal, descobriu que as rajadas de raio gama são reversíveis no tempo, o que significa que a onda de luz brilhante é expelida de uma forma e, mais tarde, expelida novamente mas de forma inversa.

Os cientistas não sabem o que está a causar estes sinais de raios gama invertidos no tempo, mas a física em torno dos buracos negros é tão estranha que nada deve ser descartado.

“Explosões de raios gama são as fontes mais luminosas conhecidas na natureza. Produzem mais energia do que qualquer outra coisa que emite luz”, explicou o principal autor do estudo, Jon Hakkila, astrofísico e reitor da Escola de Pós-Graduação da Faculdade de Charleston, nos Estados Unidos.

Quando duas estrelas de neutrões colidem, emitem rajadas curtas de raios gama enquanto formam um buraco negro. Supernovas, ou explosões de estrelas, produzem explosões de raios gama mais longas à medida que as estrelas agonizantes entram em colapso em buracos negros. Para ambos os tipos de explosões de raios gama, a maior parte da energia vem na forma de “pulsos”.

Hakkila analisou esses diferentes pulsos de raios gama isoladamente e descobriu que cada pulso tinha três picos distintos onde a luz aumentava e diminuía em intensidade.

A equipa de cientistas descobriu então que a estrutura desses picos era muito parecida com os reflexos de um espelho, isto porque as partes dos pulsos anteriores que surgiram primeiro estavam a aparecer em último lugar, e pulsos subsequentes.

Foi então que a equipa descobriu que seis das explosões de raios gamas mais brilhantes, detetadas pelo Observatório de Raios Gama Compton, da NASA, continham assinaturas de luz com “reversão de tempo”. “Todos têm essa assinatura de brilho que flutua e volta no tempo”, explicou Hakkila.

De uma forma prática e para entender como funciona, imagine que ligava três interruptores: segundo este processo de reversão, ligaria o A, seguido do B e por último o C, e desligaria sempre i C primeiro, depois o B e finalmente o A.

“Uma explosão de raios gama representa a formação de um buraco negro, e acontecem todo o tipo de coisas estranhas tanto no espaço e no tempo como na relação entre espaço e tempo na vizinhança de um buraco negro”, esclarece Hakkila.

Apesar de a explosão não estar propriamente a reverter o tempo através de um mecanismo qualquer de radiação, os cientistas não podem excluir nenhuma hipótese.

Ainda assim, a explicação mais plausível assenta na forma como uma onda de choque se move através da matéria. Quando uma estrela explode, uma grande onda de choque pode mover-se através de um determinado material, atingindo, por exemplo, o aglomerado A, depois o B e por fim o C. Para causar o sinal reverso no tempo, a onda teria que, de alguma forma, voltar por esses aglomerados na ordem inversa.

Esse processo poderia acontecer de duas formas: ou a onda tem de atingir algum tipo de superfície reflexiva, semelhante a um espelho, ou os aglomerados devem ser distribuídos de uma forma bizarra que não faz sentido se usarmos a física comum para explicar.

No entanto, nem todos estão convencidos de que a inversão de tempo é a melhor explicação para os sinais de raio gama. Bing Zhang, professor de astrofísica da Universidade de Nevada, nos EUA, é um deles.

A descoberta é baseada na suposição de que cada explosão de raios gama é “composta por vários pulsos bem definidos”, cada um com uma forma que pode ser descrita através de uma equação matemática. Contudo, sustenta, a forma e a natureza desses pulsos podem ser mais complicadas do que uma simples forma matemática.