Cosimo Bambi propõe missão interestelar ao buraco negro mais próximo

Buracos negros estão entre os objetos mais enigmáticos do Universo - e essa fama só aumenta porque são extremamente difíceis de investigar.

Como esses corpos ultradensos não emitem luz detetável, precisamos estudá-los indiretamente, observando de longe como alteram o espaço à sua volta ao longo do espaço-tempo. Ainda assim, pode existir um caminho alternativo para entender melhor esses “pesos-pesados” cósmicos.

“Eu estava à procura de uma forma completamente nova de estudar buracos negros”, disse à ScienceAlert o astrofísico Cosimo Bambi, da Universidade Fudan, na China, “e percebi que uma missão interestelar ao buraco negro mais próximo não é irrealista - mas ninguém tinha proposto isso antes.”

Por que explorar um buraco negro e testar a relatividade geral

Os buracos negros produzem os campos gravitacionais mais intensos do Universo - tão intensos que nem a luz consegue atingir a velocidade de escape necessária para se libertar do seu domínio. Apesar de já sabermos bastante sobre o seu comportamento, o volume do que ainda desconhecemos é muito maior do que aquilo que compreendemos.

Além disso, o regime gravitacional de um buraco negro seria um dos melhores ambientes do Universo para testar a relatividade geral, por oferecer condições extremas inexistentes noutros contextos e capazes de levar a teoria ao limite. Uma sonda em órbita de um buraco negro conseguiria fazer testes e medições do buraco negro que simplesmente não são possíveis a partir da Terra.

“Não conhecemos a estrutura de um buraco negro, isto é, da região dentro do horizonte de eventos. A relatividade geral faz previsões claras, mas algumas delas certamente estão erradas”, afirmou Bambi. “Os buracos negros são, portanto, laboratórios ideais para encontrar possíveis desvios das previsões da relatividade geral.”

Os dois obstáculos iniciais: alvo e tecnologia

Na proposta, Bambi descreve a viabilidade física de uma missão de exploração de buraco negro, centrando-se nas duas primeiras barreiras que precisariam de ser superadas: em primeiro lugar, identificar um alvo adequado; e, em segundo, desenvolver a tecnologia necessária.

É importante frisar que se trata de um planeamento de longo prazo. A tecnologia disponível hoje não está pronta para uma missão desse tipo e, devido às distâncias envolvidas, a viagem teria de durar décadas. Ainda assim, qualquer trajeto começa com um primeiro passo - e sem esse passo, ele nem sequer acontece.

Encontrar um buraco negro próximo do Sistema Solar

A primeira grande dificuldade é escolher um buraco negro visitável. Atualmente, o buraco negro conhecido mais perto da Terra está a cerca de 1,565 anos-luz - longe demais para ser um alvo razoável. No entanto, pode haver buracos negros muito mais próximos.

Quando estão “parados” no espaço e não interagem de forma evidente, buracos negros são difíceis de localizar. Mesmo assim, os astrónomos estão a melhorar a capacidade de os identificar ao analisar como os seus campos gravitacionais deformam o espaço-tempo à volta. Descobrir um buraco negro nas proximidades dentro da próxima década, ou algo nessa linha, não está fora do que é plausível.

“Eu acho que só precisamos ter ‘sorte’ e existir um buraco negro a 20 a 25 anos-luz. Isso não está sob o nosso controlo, claro. Se houver um buraco negro a 20 a 25 anos-luz do Sistema Solar, conseguimos desenvolver a tecnologia para uma missão dessas”, explicou Bambi.

“Se o buraco negro não estiver a 20 a 25 anos-luz, mas ainda estiver a 40 a 50 anos-luz, os requisitos tecnológicos ficam mais desafiadores. Se o buraco negro estiver a mais de 40 a 50 anos-luz, receio que tenhamos de desistir.”

Como chegar lá: sondas, lasers e décadas de viagem

O passo seguinte seria resolver o problema do deslocamento. Para isso, seria necessário criar uma nave capaz de atingir velocidades de até um terço da velocidade da luz, impulsionada inicialmente por lasers baseados na Terra e, depois, por energia solar (ou estelar) à medida que segue para o destino - uma viagem de cerca de 70 anos.

“Duas ou mais sondas em órbita ao redor do buraco negro seriam a melhor opção”, disse Bambi.

“De modo geral, precisamos que a sonda chegue o mais perto possível do buraco negro; então, ela se separa numa sonda principal (nave-mãe) e muitas sondas pequenas. Se essas sondas conseguirem comunicar entre si por meio da troca de sinais eletromagnéticos, podemos determinar as suas trajetórias exatas ao redor do buraco negro e como os sinais eletromagnéticos se propagam ao redor do buraco negro.”

Qualquer informação enviada pela sonda voltaria à Terra à velocidade da luz; a 20 anos-luz, isso significaria mais 20 anos até os dados chegarem, elevando a duração total da missão para algo em torno de um século.

É um prazo enorme, mas, segundo Bambi, faz sentido pensar nisso desde já - mesmo antes de se encontrar um buraco negro nas proximidades - porque uma missão assim exigiria muito planeamento. E os resultados compensariam.

“Eu esperaria observar desvios das previsões da relatividade geral e algumas pistas para desenvolver uma teoria para além da relatividade geral”, disse ele à ScienceAlert.

Numa declaração, ele acrescentou: “Pode parecer realmente louco e, em certo sentido, mais perto da ficção científica. Mas as pessoas diziam que nunca detetaríamos ondas gravitacionais porque são fracas demais. Nós detetámos - 100 anos depois. As pessoas achavam que nunca observaríamos as sombras dos buracos negros. Agora, 50 anos depois, temos imagens de dois.”

A proposta foi publicada na iScience.