Buracos negros produzem a energia escura?

O DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument ou Instrumento Espectroscópico de Energia Escura) investiga a história do Universo com 5.000 olhos robóticos, cada um capaz de focalizar uma galáxia diferente a cada 15 minutos.

A análise dos dados coletados ao longo de três anos levou um grupo de pesquisadores à conclusão de que buracos negros podem transformar a matéria estelar que consomem em energia escura. O estudo foi publicado na versão digital da Physical Review Letters em 21 de agosto de 2025.

Os resultados mostram consistência com diversos experimentos já realizados, ajudam a resolver questões relacionadas à massa dos neutrinos e ainda modificam noções vigentes sobre a taxa de expansão do Universo. Se continuarem a ser confirmados, poderão representar uma mudança significativa em nossa concepção atual da evolução cósmica.

A hipótese CCBH (cosmologically coupled black hole ou "buraco negro cosmologicamente acoplado") propõe que, quando uma estrela massiva entra em colapso e dá origem a um buraco negro, parte da matéria estelar é convertida em energia escura.

Isso oferece uma visão radicalmente diferente daquela tradicional, em que o buraco negro é apenas uma singularidade destrutiva que consome tudo ao seu redor. Nesse novo quadro, ele pode ser visto como uma "bolha" de produção de energia escura.

A hipótese CCBH lança nova luz sobre questões cruciais da Cosmologia, sobretudo a origem da energia escura. Em vez de estar presente desde o Big Bang, como se tivesse surgido do "nada", a energia escura pode ter sido gerada gradualmente ao longo da evolução do Universo.

A análise dos dados do DESI à luz da hipótese sugere que a quantidade atual de energia escura se ajusta melhor às observações e que a expansão acelerada do Universo começou antes do estimado. Isso teria ocorrido graças à conversão de matéria em energia escura, responsável por intensificar a taxa de expansão.

Assim, a constante de Hubble - que mede a taxa de expansão atual do Universo - seria ligeiramente maior do que o calculado até então. Esse ajuste melhora a compatibilidade com outras medições, como as baseadas em supernovas distantes.

Os Neutrinos são as partículas mais abundantes do Universo depois dos fótons. Embora possuam massa diferente de zero, ela é extremamente pequena, o que faz com que raramente interajam com o ambiente ao redor - em poucos segundos, trilhões deles atravessam o corpo humano sem deixar vestígios. Não à toa, são conhecidos como "partículas fantasmas".

A massa exata dos neutrinos ainda é incerta. Em algumas análises preliminares do DESI, surgiram indícios de que ela poderia até ser negativa - um resultado paradoxal, já que partículas com massa negativa não seriam entidades físicas consistentes. Esse aparente paradoxo decorre da constatação de que há menos matéria no Universo atual do que em épocas anteriores.

Contudo, ao reavaliar os dados sob a perspectiva da hipótese CCBH, os cientistas obtiveram uma explicação mais coerente: a massa dos neutrinos, embora muito pequena, é positiva. A redução da quantidade de matéria observada não se deve a um erro de cálculo da massa dos neutrinos, mas ao fato de que parte da matéria está sendo gradualmente convertida em energia escura.

Uma consequência direta dos resultados é que a taxa de geração de energia escura estaria vinculada à taxa de formação de estrelas. Como os buracos negros nascem do colapso de estrelas massivas, e estes, segundo a hipótese, produzem energia escura, segue-se que quanto mais estrelas se formarem, mais energia escura existirá no Universo.

Essa conclusão é reforçada por observações que mostram o crescimento acelerado do número de buracos negros em galáxias elípticas, acompanhando o aumento da taxa de formação estelar nessas mesmas galáxias.

Provas adicionais vieram já no primeiro ano de observações do DESI, que confirmaram uma relação direta entre a densidade de energia escura e a taxa de nascimento de estrelas.