Dois buracos negros podem se fundir. Mas o inverso seria possível: um único buraco negro poderia se separar em dois?
Os astrônomos já detectaram colisões entre buracos negros graças às ondas gravitacionais que elas produzem. Depois do encontro, os dois objetos passam a formar apenas um. Uma equipe de físicos se perguntou se as leis da física permitiriam o cenário oposto.
Simulação numérica de dois buracos negros em processo de fusão. As faixas vermelhas representam ondas gravitacionais que se propagam após a aproximação.
Crédito: NASA/Ames Research Center/Christopher E. Henze, domínio público.
Imagem da Wikimedia
Antes de responder, é preciso lembrar que um buraco negro não é uma bola sólida que poderia ser cortada com uma ferramenta. É uma região do espaço onde a gravidade é tão forte que nem mesmo a luz consegue escapar depois de atravessar sua fronteira. Essa fronteira é chamada de horizonte de eventos.
Na descrição habitual da gravidade dada por Einstein, um buraco negro que não gira não pode se dividir. Essa separação faria diminuir uma grandeza física relacionada à superfície total de seus horizontes. Mas as leis usadas para descrever esses buracos negros proíbem essa diminuição.
Os pesquisadores então examinaram buracos negros em rotação. Dessa vez, alguns cálculos parecem tornar a separação menos impossível. Mas ainda resta um obstáculo: os dois fragmentos deveriam conseguir se afastar um do outro, em vez de serem imediatamente atraídos e reunidos novamente.
Levando essa condição em conta, quase todas as possibilidades desaparecem. Resta apenas uma pequena possibilidade para buracos negros que giram extremamente rápido, quase no limite permitido pelas equações. Mesmo nesse caso, os pesquisadores não demonstraram que uma separação poderia realmente ocorrer.
A equipe também estudou hipóteses mais incomuns, nas quais o espaço teria dimensões adicionais ou a gravidade seguiria regras diferentes das de Einstein. Alguns desses modelos permitem cenários de fragmentação. Mas eles dependem de muitas hipóteses.
Nenhum astrônomo jamais viu um buraco negro se dividir, e nenhum mecanismo capaz de provocar o evento está estabelecido por enquanto em nosso Universo. O estudo serve principalmente para compreender onde as leis conhecidas proíbem a separação e onde poderiam deixar uma exceção. Os pesquisadores estão particularmente interessados no que isso implicaria para buracos negros muito pequenos formados nos primórdios do Universo.
Curiosidade: o título do estudo faz referência a uma calça. Se desenhássemos a evolução de um buraco negro que se separa ao longo do tempo, sua fronteira formaria uma espécie de tubo que se divide em dois, como as pernas de uma calça.