ANÁLISE DO ARTIGO DO DR. ALEX FILIPPENKO SOBRE A IMAGEM DO OBJETO MASSIVO NA REGIÃO CENTRAL DE M87
Por Hindemburg Melão Jr
Hoje foi postado no grupo CASP um texto extraído desse site
https://www.space.com/questions-answered-first-black-hole-image.html?fbclid=IwAR0XgK7-rXcxP2FqIAUA2TTQRc7J6EOyMNCLrBRIahTcxnzpmWOOZ7zvILc
No qual Dr. Alexei Vladimir Filippenko apresenta um FAQ abordando uma série de questões didáticas sobre a imagem recentemente divulgada sobre o objeto massivo na região central de M87. Achei importante essa iniciativa do Dr. Filippenko, que além de muito simpático, é uma autoridade no assunto, Ph.D. pelo CIT, Miller Fellow para Pesquisa Básica em Ciência pela Universidade da California, com várias participações em diferentes programas de TV, nos quais contribui para a divulgação da Ciência.
Entretanto, há alguns detalhes que eu gostaria de comentar. Vou copiar em vermelho os trechos do artigo e colocarei meus comentários em preto:
Aqui vamos responder as principais questões sobre a nova imagem do buraco negro!
Recentemente os terráqueos viram pela primeira vez uma imagem ''real'' de um buraco negro - transformando o que vivia apenas em nossas imaginações coletivas em realidade concreta.
A imagem mostra um anel tingido de tom laranja circundando a sombra escura de um buraco negro que engole a matéria a 55 milhões de anos-luz de distância, no centro de uma galáxia conhecida como Virgo A.
Esse primeiro olhar embaçado é suficiente para confirmar que a teoria da relatividade de Einstein funciona até mesmo na fronteira desse abismo gigante - uma localização extrema onde alguns pensavam que suas equações iriam se desintegrar. Mas essa imagem indescritível levanta muitas questões. Aqui responderemos algumas delas.
O que é um buraco negro?
Buracos negros são objetos extremamente densos que nada, nem mesmo a luz, pode escapar. Enquanto eles devoram qualquer matéria que se aproximar demais, eles crescem em tamanho. Os buracos negros geralmente se formam quando uma grande estrela morre e se colapsa sobre si mesma.
Os buracos negros supermassivos, que são milhões ou bilhões de vezes mais massivos que o Sol, estão localizados no centro de quase todas as galáxias, incluindo a nossa. Nosso é chamado de Sagitário A *.
1. buracos-negros não são corpos extremamente densos. Podem ser densos ou não, dependendo da massa. Um buraco-negro de massa estelar costuma ser um pouco mais denso que uma estrela de nêutrons, enquanto um buraco-negro supermassivo costuma ser menos denso que uma anã-branca ou até menos denso que uma estrela típica. Nesse caso, por exemplo, a densidade média da matéria esfericunscrita ao horizonte de eventos é baixíssima, cerca de 0,0003 da densidade média do Sol, é muito menor que a densidade da água e menor inclusive que a densidade do ar na Terra, ao nível do mar, aliás, é menos denso inclusive que o ar no topo do monte Everest.
1b. A resposta para “O que é um buraco negro?” não tem relação com a densidade, não é isso que define um buraco-negro. A definição está associada à propriedade de que a velocidade de escape em sua “superfície” (horizonte de eventos) é igual à velocidade da luz no vácuo.
Por que não vimos uma imagem de um buraco negro antes?
Buracos negros, mesmo supermassivos, não são tão grandes. Por exemplo, tirar uma foto do buraco negro no centro da Via Láctea, que é pensado para ser cerca cerca de 4 milhões de vezes mais massivo que o nosso Sol, seria como tirar uma foto de um DVD na superfície da lua, Dimitrios Psaltis, um astrofísico da Universidade do Arizona, disse à Vox . Além disso, buracos negros são tipicamente envoltos por materiais que podem obscurecer a luz que envolve o buraco negro, escreveram eles.
2. O motivo pelo qual não vimos a imagem de um buraco-negro, nem antes nem agora, é porque não emitem luz visível, e a radiação de Hawking que emitem é geralmente muito tênue para que possa ser detectada pelos instrumentos atuais. A imagem atual não é de um buraco-negro, mas sim uma simulação construída a partir da medida de algumas posições de pontos no disco de acresção e o reposicionamento desses pontos para se ajustarem ao modelo teórico mais aceito. Isso também já esclarece mais um detalhe: essa imagem não corrobora a Teoria Geral da Relatividade porque o modelo usado para ajustar as posições dos pontos é baseado na Teoria Geral da Relatividade. O que se pode dizer é que os resultados observados não se mostraram gritantemente diferentes dos que seriam esperados no caso de as teorias atualmente aceitas pela Física contemporânea serem boas representações da realidade, e uma dessas teorias é a Teoria da Relatividade. A grande incerteza nas medidas significa que só se houvesse uma gigantesca disparidade entre o modelo teórico e o resultado experimental, é que a sensibilidade do método e dos instrumentos teria sido suficiente para detectar tal diferença.
Por exemplo: a esfera de fótons, com base na Teoria da Gravitação Newtoniana, deveria estar distante da singularidade 2 vezes o raio de Schwarzschild, ao passo que pela Teoria Geral da Relatividade, essa distância deveria ser 1,5 vezes o raio de Schwarzschild. O resultado desse experimento não possibilitou decidir, a um nível de significância 0,05, qual das teorias (de Newton ou de Einstein) oferece um modelo mais aderente aos dados experimentais. Nem sequer foi possível “observar” essa região. Este poderia ser um resultado interessante para corroborar (ou falsear, dependendo do resultado) a Teoria da Relatividade Geral como sendo mais apropriada do que a Gravitação Newtoniana para descrever o que acontece em regiões nas quais imperam campos gravitacionais muito intensos.
O que esse estudo possibilitou determinar foi a ordem de grandeza aproximada da borda interna do disco de acresção numa estreita faixa de ondas de rádio, com comprimento de onda em torno de 1,3 mm. E esse resultado não foi gritantemente diferente do esperado, isto é, não foi 10 vezes maior que o esperado nem 0,1 vez o esperado. Mas não se sabe, por exemplo, se foi 20% maior ou 20% menor que o esperado, porque a incerteza nas medidas é grande demais.
Antes dessa imagem, como sabemos que existiam buracos negros?
A teoria da relatividade de Einstein previu que, quando uma estrela massiva morre, ela deixa um núcleo denso. Se esse núcleo fosse mais de três vezes maior que o sol, suas equações mostrariam que a força da gravidade poderia produzir um buraco negro, segundo a NASA - National Aeronautics and Space Administration.
Obs: Essa estrela teria uma quantidade de massa resultante de 3M☉, o que corresponderia a uma massa inicial de 15–20M☉.
Mas até 10 de abril os cientistas não podiam fotografar ou observar diretamente os buracos negros. Em vez disso, eles se baseavam em evidências indiretas - comportamento ou sinais vindos de outros objetos próximos.
Por exemplo, um buraco negro devora estrelas que se aproximam demais. Esse processo aquece as estrelas, fazendo com que elas emitam sinais de raios-X detectáveis por telescópios. Às vezes os buracos negros também cospem explosões gigantes de partículas carregadas, o que é, mais uma vez, detectável pelos nossos instrumentos.
Os cientistas também às vezes estudam o movimento dos objetos - eles parecem ser atraídos de forma bem excêntrica, e um buraco negro seria o candidato ideal para isso.
3. Na verdade, não sabemos se existiam (ou se existem). Há modelos teóricos para buracos-negros esféricos (sem rotação), elipsoides (com rotação) e carregados. Estes modelos são baseados em várias teorias, inclusive Termodinâmica, Mecânica dos Fluidos, Hidrostática, Teoria da Gravitação, Teoria dos gases, Lei de Wien, Leis de Newton sobre o movimento, Teoria da Relatividade Geral e muitas outras.
3b. Onde está escrito “Se esse núcleo fosse mais de três vezes maior que o sol, suas equações mostrariam que a força da gravidade poderia produzir um buraco negro”
Ele quis dizer “se a massa do núcleo dessa estrela fosse cerca de 3 vezes maior que a massa do Sol (...)”. Também é importante enfatizar que as equações de Newton produzem exatamente os mesmos resultados sobre o raio do horizonte de eventos necessário para que a velocidade de escape nessa região seja igual à da luz no vácuo, inclusive Mitchel e Laplace já haviam previsto a existência do que eles chamavam de “estrelas negras” ou “estrelas escuras” desde o século XVIII.
Embora já se soubesse disso muito antes de Einstein, seria importante verificar se os resultados baseados na Relatividade Geral seriam os mesmos, e quem encontrou as soluções analíticas para isso, em seu leito de morte, foi Karl Schwarzschild, em 1916. Mas foi uma solução que trata exclusivamente do caso mais simples, de buracos-negros sem rotação e sem carga. Os buracos-negros reais estão em rotação e têm carga. O primeiro modelo com solução analítica (não apenas aproximada) para buracos-negros em rotação e carregados foi proposto por Roy Kerr e Ezra Newman, nos anos 1960.
O que estamos vendo na imagem?
Os próprios buracos negros emitem pouca radiação para serem detectados, mas, como Einstein previu, a silhueta de um buraco negro e seu horizonte de eventos - o limite além do qual a luz não pode escapar - podem ser vistos.
Acontece que isso é verdade. O círculo escuro no meio é a "sombra" do buraco negro que é revelado pelo gás brilhante que fica no horizonte de eventos ao seu redor.
(A extrema atração gravitacional do buraco negro superaquece o gás, fazendo com que ele emita radiação ou "brilhe"). Mas o gás no horizonte de eventos não é realmente laranja - em vez disso, os astrônomos envolvidos no projeto optaram por colorir os sinais de ondas de rádio em laranja para descrever o brilho das emissões.
Os tons amarelos representam as emissões mais intensas, enquanto o vermelho mostra menor intensidade e o preto representa pouca ou nenhuma emissão. No espectro visível, a cor das emissões provavelmente seriam vistas a olho nu como branca, talvez levemente manchada de azul ou vermelho.
Achei importante e didático Filippenko ter incluído essa pergunta, porque provavelmente muitas pessoas podem ter ficado em dúvida sobre o que está sendo representado na imagem. Mas alguns detalhes na resposta que ele oferece não refletem adequadamente o que a imagem representa.
“O círculo escuro no meio é a "sombra" do buraco negro que é revelado pelo gás brilhante que fica no horizonte de eventos ao seu redor.”
A mancha escura aproximadamente elíptica é muito maior que o buraco-negro. O comprimento de onda utilizado na pesquisa foi cerca de 1,3 mm, e as regiões no disco de acresção mais próximas ao horizonte de eventos emitem em comprimentos de onda mais curtos, invisíveis nessa faixa em torno de 1,3 mm. A mancha escura é cerca de 3 vezes maior que o horizonte de eventos, portanto essa mancha escura não é “sombra do buraco-negro”, ela é muito maior.
A mancha laranja que aparece em volta da mancha escura não é “o gás brilhante que fica em volta ao horizonte de eventos”. Para entender melhor o que é essa mancha, precisamos analisar alguns detalhes:
Sob o ponto de vista de um observador situado na Terra, o eixo óptico está inclinado cerca de 18° em relação ao plano do equador desse objeto massivo na região central de M87. Isso pode ser estimado com base na direção dos jatos relativísticos emitidos nas proximidades dos polos. O disco de acresção deve se distribuir predominantemente nas proximidades do plano perpendicular ao eixo de rotação, isto é, aproximadamente o mesmo plano do equador do buraco-negro.
Em relação ao nosso ponto de vista, a posição do disco de acresção é aproximadamente como os anéis de Saturno nessa imagem:
O disco de acresção está em volta, mas do nosso ponto de vista ele está como na imagem de Saturno acima. O motivo pelo qual (acredita-se que) a imagem fica como se estivesse em volta mesmo observando de nosso ponto de vista é porque a aceleração gravitacional nas proximidades do horizonte de eventos é muito intensa, a ponto de deformar acentuadamente o espaço-tempo (curvando-o), isso faz com que parte da radiação eletromagnética emitida pela parte do disco de acresção que fica atrás do buraco-negro seja curvada por cima, por baixo e pelos lados do buraco-negro e desviada em nossa direção (bem como em outras direções, para observadores situados em qualquer outro ponto de vista). Por isso vemos a mancha laranja em volta, como resultado de uma intensa deflexão da radiação que foi emitida na direção oposta, mas foi redirecionada para nós pela curvatura do espaço-tempo naquela região.
Portanto a mancha laranja não está em volta do horizonte de eventos (para o ponto de vista de alguém situado na Terra). Parte dessa mancha está na verdade atrás do buraco-negro, mas a radiação emitida por essa parte “oculta” do disco de acresção se curva devido à gravidade e causa a ilusão de estar em volta.
Onde Filippenko diz “A extrema atração gravitacional do buraco negro superaquece o gás, fazendo com que ele emita radiação ou "brilhe"). Mas o gás no horizonte de eventos não é realmente laranja - em vez disso, os astrônomos envolvidos no projeto optaram por colorir os sinais de ondas de rádio em laranja para descrever o brilho das emissões.”
A descrição, em geral, está apropriada, mas a matéria não está “no horizonte de eventos”. As partes do disco de acresção visíveis na imagem estão todas muito distantes do horizonte de eventos.
Por que a imagem está embaçada?
Com a tecnologia atual, essa é a maior resolução possível. A resolução do Event Horizon Telescope é de cerca de 20 microarcsegundos. Se você tirar uma foto comum que contém milhões de pixels, e ao ampliá-la alguns milhares de vezes e suavizá-la, verá a mesma resolução da imagem do buraco negro, de acordo com Geoffrey Crew, vice-presidente do conselho do Event Horizon Telescope. Mas considerando que eles estão imaginando um buraco negro a 55 milhões de anos-luz de distância, isso é incrivelmente impressionante.
O termo “embaçado” não é adequado, mas esse é um detalhe menor. O motivo de a imagem estar assim é porque ela foi construída por uma técnica de mesclagem de imagens chamada “convolução circular gaussiana”. A convolução possibilita combinar duas ou mais imagens para gerar uma terceira imagem e pode ser muito útil em situações nas quais se dispõe de um modelo teórico, que representa a imagem que se acredita que será formada, e uma amostra de pontos experimentais que devem se encaixar nesse modelo.
Nesse caso específico, o modelo teórico, gerado em computador, com base no que se acredita que seja uma imagem típica de um disco de acresção, forneceu o aspecto geral que determina a forma da imagem:
Também é importante esclarecer que a imagem acima é baseada no modelo com alguns parâmetros “chutados”, porque o modelo não tem informação sobre como varia a distribuição do disco de acresção em função da distância. As informações “seguras” fornecidas pelo modelo são sobre a variação no gradiente de aceleração gravitacional em função da distância ao centro, a deformação no espaço-tempo em função da aceleração gravitacional, a velocidade de rotação em função da distância, a taxa de emissão e a distribuição espectral aproximada em função da velocidade. Mas não se tem informação, nem sequer aproximada, sobre quanto é a massa presente no disco de acresção, nem sobre como essa massa se distribui em função da distância ao centro, porque isso depende das massas dos objetos (principalmente estrelas, planetas, nebulosas) que foram se aproximando e sendo atraídos. Se os primeiros objetos atraídos foram mais massivos, ou menos massivos, isso afeta a distribuição da massa em função da distância ao centro.
Portanto, até a parte da simulação proveniente do modelo teórico é apenas parcialmente baseada numa equação bem conhecida, e outra parte é “chutada”. Isso não é muito grave, porque com a convolução se consegue fazer com que a parte “chutada” seja razoavelmente calibrada a partir dos pontos experimentais.
As posições dos pontos deduzidos a partir da interferometria (abaixo) serviram para ajudar a estimar o tamanho da região escura e as diferenças na intensidade luminosa e na tonalidade em cada parte da imagem.
Não encontrei no site do Even Horizon Telescope a informação sobre a posição média estimada para os pontos da interferometria, mas uma das imagens que pode ser uma boa representação desses pontos é esta (abaixo). Lembrando que cada ponto foi medido muitas vezes e foi estimada uma posição média para cada ponto, com um disco de incerteza para cada. Se a imagem incluísse os discos de incerteza, o resultado seria uma mancha ainda mais difusa.
Tomando as imagens do modelo teórico (gerado por computador) e os pontos experimentais (medidos na interferometria), e combinando essas imagens por convolução circular gaussiana, chega-se à imagem divulgada:
É importante esclarecer que convolução é uma ferramenta versátil que possibilita dosar quanto se deseja que a imagem final seja semelhante a cada uma das imagens primitivas, bem como se pode repetir o processo várias vezes, adicionando tantas vezes quanto se queira a imagem que se deseja que tenha maior peso no resultado final. Assim, pode-se produzir uma imagem mais fortemente baseada no modelo teórico, ou mais fortemente baseada nos dados experimentais, bem como se pode configurar algumas propriedades desejadas.
Também é importante esclarecer que foram realizados testes com imagens conhecidas e degradadas, usando diferentes algoritmos para reconstrução dessas imagens, a fim de verificar qual dos algoritmos e qual configuração era capaz de produzir imagens mais semelhantes à cada imagem original, e então selecionar o que seria utilizado para produzir a imagem desse buraco-negro. Portanto as metodologias adotadas foram adequadas.
Apesar disso, as limitações decorrentes da elevada incerteza nas medidas dificultou que se alcançasse resultados conclusivos sobre várias questões, e o resultado apresentado é muito fortemente influenciado pelo modelo teórico, especialmente a região escura. Os dados teóricos não revelam muito claramente essa parte escura, que foi bastante “forçada” para que os dados experimentais se ajustassem ao modelo teórico.
Por que o anel é tão irregular?
Os cientistas da missão ainda não sabem. "Boa pergunta, e esperamos responder no futuro", disse Crew. "No momento, é o que o M87 nos mostrou.”
A incerteza nas medidas é muito grande, por isso não se sabe se as irregularidades refletem uma característica real do objeto ou se são ruídos nas medidas.
Se a incerteza fosse menor e ainda assim fosse observada uma distribuição muito irregular, isso poderia estar relacionado à ordem em que objetos com diferentes níveis de massa chegaram ao disco de acresção. Os objetos que “caem” primeiro tendem a chegar próximos ao centro primeiro, e nas regiões do disco de acresção onde estão essas concentrações de massa também deve ser observada maior intensidade de emissão. Um detalhe é que nem sempre os objetos que chegam antes ao disco de acresção ficarão mais próximos ao centro. Isso dependerá da trajetória. Em órbitas com menor excentricidade, os objetos levarão mais tempo para chegar ao centro do que em órbitas mais excêntricas.
Como os cientistas capturaram essa imagem?
Mais de 200 astrônomos ao redor do mundo fizeram as medições usando oito radiotelescópios baseados em terra, coletivamente conhecidos como Event Horizon Telescope (EHT). Esses telescópios são normalmente localizados em locais de grande altitude, como em vulcões no Havaí e no México, montanhas no Arizona e na Sierra Nevada, no deserto do Atacama e na Antártida, de acordo com um comunicado da National Science Foundation (NSF).
Em abril de 2017, os astrônomos sincronizaram todos os telescópios para fazer medições de ondas de rádio emitidas do horizonte de eventos do buraco negro, tudo ao mesmo tempo. Sincronizar os telescópios era como criar um telescópio do tamanho da Terra com uma resolução impressionante de 20 microarcsegundos - o suficiente para ler um jornal nas mãos de um nova-iorquino desde uma lanchonete em Paris, de acordo com o comunicado. (Em comparação, o buraco negro que eles fotografaram tem cerca de 42 microarcsegundos de diâmetro).
Eles então pegaram todas essas medidas brutas, as analisaram e as combinaram na imagem que você vê.
Por que os cientistas mediram ondas de rádio em vez de luz visível para capturar a imagem?
Eles poderiam obter uma resolução melhor usando ondas de rádio do que se usassem luz visível. "As ondas de rádio atualmente oferecem a maior resolução angular de qualquer técnica no momento", disse Crew. Resolução angular refere-se a quão bem (o menor ângulo) um telescópio pode discernir entre dois objetos separados.
Esta é uma fotografia real?
Não, não no sentido tradicional. "É difícil fazer uma imagem com ondas de rádio", disse Crew. Os cientistas da missão mediram ondas de rádio sendo emitidas do horizonte de eventos do buraco negro e então processaram essas informações com um computador para criar a imagem que você vê.
Não mediram as ondas de rádio, mas sim a interferência nas franjas, e a partir daí estimaram a posição aparente de cada ponto da fonte de radiação. Cada posição (obtida por cada linha de base, isto é, cada par de observatórios) forneceu a informação sobre onde deveria ser plotado cada ponto, bem como a distribuição de intensidade nas imediações do ponto. E a imagem divulgada não foi gerada a partir das posições desses pontos, mas sim de uma combinação entre esses pontos e uma imagem artificial baseada em modelo teórico sobre como a imagem deveria ser.
Essa imagem mais uma vez prova a teoria da relatividade de Einstein?
Sim. A teoria da relatividade de Einstein previu que buracos negros existem e que eles têm horizontes de eventos. As equações também prevêem que o horizonte de eventos deve ser um pouco circular e o tamanho deve estar diretamente relacionado à massa do buraco negro.
Eis um horizonte de eventos um pouco circular e a massa inferida do buraco negro corresponde às estimativas do que deveria ser baseado no movimento das estrelas mais distantes dele.
O termo “prova” é utilizado quando se trata de teoremas matemáticos ou lógicos. Não é aplicável à Ciência. Nunca se pode provar uma teoria. Pode-se apenas corroborar uma teoria. A diferença é que uma corroboração não significa que a teoria esteja “correta”. Significa apenas que aqueles resultados não foram capazes de mostrar que a teoria está errada dentro dos limites que os instrumentos foram capazes de medir.
Portanto, mesmo que essa imagem tivesse altíssima resolução e determinasse com acurácia e muita nitidez a forma e o tamanho do disco de acresção, isso não provaria nada sobre nenhuma das teorias que serviram de base para fazer previsões sobre as propriedades desse objeto. Como ainda por cima a imagem é muito limitada, com incerteza da mesma ordem de grandeza que o objeto medido, o resultado também não ajudou muito na corroboração das teorias envolvidas, entre as quais a Teoria da Relatividade é uma delas, e da qual Einstein foi um dos que prestou contribuições mais importantes, embora o caso específico de buracos-negros não tenha recebido contribuições diretas de Einstein, mas sim de Schwarzschild, Chandrasekhar, Kerr, Newman e outros, que deveriam ter sido citados.
Por que eles não capturaram uma imagem do buraco negro de nossa própria galáxia, em vez de escolher um bem mais distante?
O M87* foi o primeiro buraco negro a ser medido e analisado, disse Shep Doeleman, diretor do Event Horizon Telescope, durante uma coletiva de imprensa.
Mas também era mais fácil de imaginar em comparação com Sagitário A*, que fica no centro da nossa galáxia, acrescentou ele. Isso é porque ele está tão longe que não "se move" muito durante o curso de uma noite de medições. Já o Sagitário A* está bem mais próximo, então não é tão "fixo" no céu. Em qualquer caso, "estamos muito animados para trabalhar no Sag A*", disse Doeleman. "Não estamos prometendo nada, mas esperamos conseguir isso muito em breve".”
Essa resposta foi uma das mais importantes: como M87 está 2.000 vezes mais distante do que o centro da Via-Láctea, o movimento angular aparente é muito menor, e reduz o ruído nas medidas. Como o objeto massivo na região central de M87 é cerca de 1.500 vezes maior que o situado na região central da Via-Láctea, o tamanho aparente é quase igual, então reduzir o ruído causado pela mobilidade da Terra, do Sol e do objeto a ser investigado é um bom critério, que justifica a escolha desse objeto em M87.
Bom, é isso. Fiz uma análise bastante resumida do texto do Dr. Filippenko, comentando exclusivamente os pontos mais importantes. Uma análise exaustiva tomaria muito tempo e provavelmente ultrapassaria 30 páginas. Por exemplo:
a) Onde está escrito “Mas até 10 de abril os cientistas não podiam fotografar ou observar diretamente os buracos negros. Em vez disso, eles se baseavam em evidências indiretas - comportamento ou sinais vindos de outros objetos próximos.”
Esse trecho sugere que a partir de 10 de abril se tornou possível fotografar ou observar de forma direta, mas isso não aconteceu.
b) Onde está escrito “Esse primeiro olhar embaçado é suficiente para confirmar que a teoria da relatividade de Einstein funciona até mesmo na fronteira desse abismo gigante - uma localização extrema onde alguns pensavam que suas equações iriam se desintegrar.”
Termos como “engolir matéria”, “abismo gigante”, “devora estrelas”, “um pouco circular”, “equações iriam se desintegrar”, entre outros termos utilizados, talvez não sejam os mais apropriados. O termo “embaçado” também não é aplicável.
c) A Teoria da Relatividade não deveria ser atribuída exclusivamente a Einstein.
d) Em lugar de “localização extrema”, que muitos leigos podem interpretar como “extremamente distante”, seria mais apropriado o termo “região com campo gravitacional extremamente intenso”.
e) Também é importante destacar que as imagens obtidas, assim como os dados obtidos, não mostram que a Relatividade Geral oferece um modelo adequado para representar o que acontece nessa região. Os resultados obtidos em 2015, com LIGO, também não mostraram, mas foram mais acurados e mais informativos do que os obtidos agora.
f) Onde diz “às vezes os buracos negros também cospem explosões gigantes de partículas carregadas”, além dos termos inadequados, já que buracos-negros não possuem boca para cuspir, também não se aplica o termo “explosões gigantes”. A única forma conhecida (teoricamente) de radiação emitida nas ergosferas de buracos-negros é a descrita nos anos 1970 por Hawking. Essa radiação não é às vezes “cuspida” em explosões gigantes. Ela é emitida continuamente, e com bastante uniformidade ao longo do tempo, em vez de ser uma emissão eventual e em quantidades anormalmente grandes (que seria a metáfora do cuspe). As taxas de emissão são bastante uniformes porque dependem da massa do buraco-negro, e como a massa varia pouco ao longo do tempo, a taxa de emissão também varia pouco.
Além disso, há os jatos relativísticos nos polos, cuja taxa de emissão é muitíssimo maior que a radiação de Hawking e também apresenta oscilações maiores na intensidade, porque depende da quantidade de matéria que está colidindo nas imediações da ergosfera, e essa quantidade pode variar com amplitude significativa. Mas esses jatos não são emitidos pelo buraco-negro. São emitidos pela matéria em volta do buraco-negro.
Enfim, se fosse analisar todos os detalhes, o texto ficaria muito longo.
Para finalizar, gostaria de dizer o que, em minha opinião, deveria ter sido o tema central dessas notícias desde o início:
O resultado obtido por esse estudo é muitíssimo interessante sob o ponto de vista da Astronomia de alta precisão, porque esse método possibilita medir separações angulares da ordem de 0,000025”, suficiente para resolver manchas estelares, protuberâncias estelares, e muitos objetos que até então tinham aspecto punctiforme. Essa tentativa que fizeram de produzir uma imagem do disco de acresção que possibilitasse resolver a região onde se encontra o horizonte de eventos falhou. Mesmo assim, persistiram heroicamente, com o uso de algoritmos e ajustes, para que os esforços direcionados a esse projeto maximizassem os resultados, nos limites do possível, e conseguiram uma proeza fantástica: uma resolução linear nunca antes alcançada por métodos interferométricos nem por quaisquer outros métodos. Não conseguiram a almejada imagem realista da borda interna de um disco de acresção, mas conseguiram estimar o tamanho dessa borda e até uma estimativa da espessura dessa borda na faixa de emissão em torno de 1,3 mm.
Também mostraram como os esforços conjuntos de vários observatórios e vários pesquisadores pode conduzir a um nível de acurácia sem precedentes, e isso poderá ter várias aplicações num futuro próximo.
Com telescópios em órbita, separados por distâncias ainda maiores e sem interferência atmosférica, será possível melhorar ainda mais essa resolução, talvez a ponto de resolver o disco de exo-planetas, por exemplo, detalhes na superfície de asteroides e cometas, embora nesses casos de objetos que refletem luz, com taxa de emissão por unidade de área muito baixa (baixo brilho de superfície), exija espelhos muito maiores, mas deve ser questão de tempo até que isso se resolva. Outro aspecto negativo é o tempo necessário para coletar os dados e o número de instrumentos que precisam ser utilizados para se conseguir construir uma imagem com essa resolução, desviando os telescópios e pesquisadores de outros estudos.
Outra aplicação muito interessante que pode ter é para medir a paralaxe de galáxias próximas, a velocidade transversal de galáxias próximas, especialmente Andrômeda, cuja incerteza nas medidas é atualmente muito grande, a ponto de haver várias pessoas dizendo que Andrômeda está em rota de colisão com a Via-Láctea, quando na verdade não se tem dados suficientemente acurados sobre isso.
A medição de distâncias de galáxias próximas por métodos como este pode refinar os cálculos da escala do Universo, que atualmente se baseiam em métodos estatísticos, como brilho de cefeídas e supernovas do tipo Ia, que são relativamente raras em nossas proximidades e tornam as medidas pouco acuradas, e como todas as medidas em larga escala dependem destas, os erros acabam se propagando. Se for possível reduzir a incerteza nessas medidas, pode-se evoluir muito nesse sentido, inclusive no que diz respeito às hipóteses sobre energia escura e suposta aceleração na expansão do Universo.
Outro ponto que eu gostaria de comentar é sobre a citação persistente de Einstein, omitindo os nomes de centenas de outros físicos teóricos que contribuíram de forma mais direta do que Einstein para o modelo matemático utilizado.
É necessário que se atribua a Einstein seus devidos méritos por suas colaborações para o desenvolvimento Teoria Geral da Relatividade, que serviu como base para as pesquisas posteriores nessa área, bem como se reconheça a importância do trabalho de Katherine Bouman, mas sem que isso implique a omissão dos nomes de todos os outros que também contribuíram, mas foram injustamente colocados na sombra.
Einstein foi citado pelo menos 100 vezes mais do que Kerr, embora a importância de Kerr para esse trabalho específico tenha sido pelo menos comparável à importância de Einstein. Embora o trabalho de Einstein tenha sido mais precioso, sob o ponto de vista de criação intelectual, enquanto o trabalho de Kerr foi mais operacional, não se pode esquecer de que o modelo utilizado para gerar a imagem foi concebido por Schwarzschild e aprimorado por Kerr.
Muita gente acha que César Lattes foi injustiçado porque não recebeu os dois Nobel de Física, que foram concedidos às equipes nas quais ele desempenhou um papel central para alcançar os resultados que foram laureados, mas estas mesmas pessoas que acham que Lattes foi injustiçado são injustas com os vários outros teóricos e experimentalistas que tornaram possível o resultado desse extraordinário empreendimento.
O nome e as fotos de Katherine Bouman foram citados pelo menos 100 vezes mais do que os nomes da maioria dos pesquisadores que trabalharam de forma mais direta no planejamento e execução do experimento, sendo que a função dela esteve mais relacionada à Ciência da Computação do que à Astrofísica. Katherine Bouman é uma pesquisadora no MIT, uma das instituições mais prestigiosas do mundo, e ela desenvolveu um excelente trabalho, que deve ser reconhecido e valorizado. O problema é que além dela há vários outros que também trabalharam no mesmo projeto, também desempenharam suas funções com excelência, e também deveriam ser citados. A escolha dela, por ser jovem e bonita, enquanto todos os outros foram ignorados, é uma discriminação cruel e absolutamente injusta.
A divulgação da Ciência está se contaminando cada vez mais por métodos controversos de publicidade, distanciando-se dos bons exemplos que foram oferecidos por Sagan durante os anos 1970-90, e se vulgarizando perigosamente, a ponto de colocar em risco a credibilidade dos que promovem a Ciência por esses caminhos. Não apenas as revistas e os sites de variedades, mas também muitas mídias de divulgação científica publicaram matérias que pecaram em pontos fundamentais, exaltando a genialidade de Einstein, o que acho justo, mas omitindo as notáveis realizações de outros grandes pesquisadores que contribuíram para que esses resultados se tornassem possíveis.
Por isso, em lugar de citar “Teoria de Einstein”, é mais recomendável citar “Teoria da Relatividade”, que contou com contribuições de Voigt, Poincaré, Lorentz, Einstein, Minkowski, Hilbert, Schwarzschild, Eddington, Chandrasekhar, Oppenheimer, Riemann, Kerr, Newman, entre outros. Além disso, as teorias sobre buracos-negros não foram desenvolvidas exclusivamente a partir da Teoria da Relatividade, mas também da Teoria da Gravitação, Teoria dos gases, e muitas outras. E o mérito principal desse experimento, na verdade, não tem relação com buracos-negros, mas sim com a interferometria astronômica, portanto os verdadeiros heróis que deveriam ser homenageados são outros, inclusive Fizeau, Michelson, Mach, Jennison etc. E no caso desse trabalho específico, todos os membros das equipes que trabalharam nisso deveriam ser citados.
Veja também:
A verdade sobre a primeira foto de buraco-negro
Uma descrição do que é e como se formam buracos-negros, uma explicação sobre porque não é possível fotografar buracos-negros com a tecnologia atual, e uma breve análise feita alguns dias antes da publicação da notícia, com imagens de buracos-negros obtidas por outros métodos e algumas previsões sobre o que se poderia esperar para 10 de abril:
https://www.saturnov.org/buraconegro
1ª "fotografia" de um buraco-negro, o que realmente foi feito
Uma análise das principais notícias divulgadas no dia 10 de abril, com explicações sobre o que de fato foi feito, como foi feito, e algumas discussões sobre o assunto:
https://www.saturnov.org/fotoburaconegro