Missão interestelar ao buraco negro mais próximo: a proposta de Cosimo Bambi

Os buracos negros estão entre os objectos mais enigmáticos do Universo - e não ajuda o facto de serem tão difíceis de investigar.

Como estes corpos ultra-densos não emitem luz detectável, somos obrigados a inferir a sua existência e propriedades a partir do impacto que exercem no espaço à sua volta, muitas vezes a enormes distâncias no tecido do espaço-tempo. Ainda assim, pode haver outra forma de conhecer melhor estes pesos-pesados cósmicos.

"Eu procurava uma forma completamente nova de estudar buracos negros", disse ao ScienceAlert o astrofísico Cosimo Bambi, da Universidade de Fudan, na China, "e percebi que uma missão interestelar ao buraco negro mais próximo não é irrealista - mas ninguém alguma vez o tinha proposto".

Os buracos negros produzem os campos gravitacionais mais intensos do Universo, tão fortes que nem a luz consegue atingir a velocidade de escape necessária para se libertar da sua atracção. Apesar de já sabermos bastante sobre o modo como se comportam, aquilo que desconhecemos supera largamente o que sabemos.

Além disso, o regime gravitacional de um buraco negro seria um dos melhores cenários do Universo para pôr à prova a relatividade geral: oferece condições extremas inexistentes noutros locais, capazes de levar a teoria aos seus limites. Uma sonda em órbita de um buraco negro poderia realizar testes e efectuar medições do buraco negro que, a partir da Terra, são impossíveis.

"Não conhecemos a estrutura de um buraco negro, nomeadamente a região no interior do horizonte de acontecimentos. A relatividade geral faz previsões claras, mas algumas delas estão certamente erradas", afirmou Bambi. "Os buracos negros são, por isso, laboratórios ideais para encontrar possíveis desvios às previsões da relatividade geral".

Na sua proposta, Bambi descreve a viabilidade física de uma missão de exploração de um buraco negro, centrando-se nos dois primeiros obstáculos que teriam de ser ultrapassados: em primeiro lugar, identificar um alvo adequado; em segundo, a tecnologia.

Importa sublinhar que se trata de planeamento a longo prazo. A tecnologia actual ainda não está preparada para uma missão deste tipo e, dadas as distâncias envolvidas, o tempo de viagem seria de décadas. Mas todas as viagens começam com um primeiro passo - e, sem esse passo, a viagem nunca chega a acontecer.

Escolher um alvo: encontrar um buraco negro suficientemente perto

A primeira grande barreira é descobrir um buraco negro que valha a pena visitar. Neste momento, o buraco negro conhecido mais próximo da Terra encontra-se a cerca de 1,565 anos-luz. É, na prática, demasiado longe. No entanto, é possível que existam buracos negros muito mais próximos.

Quando estão simplesmente “à deriva” no espaço, sem interacções óbvias, os buracos negros são difíceis de detectar. Ainda assim, os astrónomos têm vindo a melhorar a capacidade de os identificar pelo modo como o seu campo gravitacional deforma o espaço-tempo circundante. Encontrar um buraco negro nas proximidades, algures na próxima década, não está fora de questão.

"Acho que só precisamos de ter 'sorte' e de existir um buraco negro a 20 a 25 anos-luz. Isto, claro, não depende de nós. Se houver um buraco negro a 20 a 25 anos-luz do Sistema Solar, podemos desenvolver a tecnologia para uma missão destas", explicou Bambi.

"Se o buraco negro não estiver a 20 a 25 anos-luz, mas ainda assim a 40 a 50 anos-luz, os requisitos tecnológicos são mais exigentes. Se o buraco negro estiver a mais de 40 a 50 anos-luz, receio que tenhamos de desistir".

Como lá chegar: propulsão, órbita e comunicações

Ultrapassada a escolha do alvo, surge a questão seguinte: como chegar até lá. Seria necessário desenvolver uma nave capaz de viajar a velocidades até um terço da velocidade da luz, impulsionada inicialmente por lasers a partir da Terra e, depois, por energia solar (ou estelar) à medida que avança para o destino - uma travessia na ordem dos 70 anos.

"A melhor opção seria ter duas ou mais sondas em órbita do buraco negro", disse Bambi.

"Em termos gerais, precisamos que a sonda se aproxime o máximo possível do buraco negro e, depois, se separe numa sonda principal (nave-mãe) e em muitas sondas pequenas. Se estas sondas conseguirem comunicar entre si através da troca de sinais electromagnéticos, podemos determinar as suas trajectórias exactas à volta do buraco negro e como os sinais electromagnéticos se propagam nas imediações do buraco negro".

Qualquer informação enviada pelas sondas teria, então, de regressar à Terra à velocidade da luz; a uma distância de 20 anos-luz, isso significaria mais 20 anos até os dados começarem a chegar, elevando a duração total da missão para cerca de um século.

É muito tempo, mas, segundo Bambi, vale a pena pensar nisso já - mesmo antes de ser encontrado um buraco negro próximo - porque uma missão deste tipo exigiria um planeamento enorme. E os resultados compensariam.

"Eu esperaria observar desvios às previsões da relatividade geral e algumas pistas para desenvolver uma teoria para além da relatividade geral", disse ao ScienceAlert.

Numa declaração, acrescenta: "Pode parecer mesmo uma loucura e, em certo sentido, mais próximo da ficção científica. Mas houve quem dissesse que nunca detectaríamos ondas gravitacionais porque são demasiado fracas. Detectámo-las - 100 anos depois. Houve quem pensasse que nunca observaríamos as sombras de buracos negros. Agora, 50 anos depois, temos imagens de dois".

A proposta foi publicada na iScience.