Um novo estudo de Jing Liu, físico da Universidade da Academia Chinesa de Ciências, usou duas previsões das teorias de Albert Einstein para propor a existência de lasers gravitacionais no universo — desde que um modelo específico de matéria escura esteja correto.
Lasers comuns usam átomos para emitir radiação em um determinado comprimento de onda, que por sua vez, excitam os átomos próximos. Estes liberam mais radiação do mesmo comprimento de onda e assim por diante, resultando em um efeito cascata.
Já os lasers gravitacionais são as ondas gravitacionais que proporcionam esse efeito, se canalizadas em feixe. Para isso, no entanto, é preciso que a matéria escura do universo seja composta por áxions.
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O que são áxions?
Os áxions são um tipo de partícula hipotética que, se existirem, não poderiam interagir com a matéria normal. Considerados uma das melhores explicações para a matéria escura , eles teriam massa ultraleve e também se comportariam como ondas compridas.
Embora os áxions pudessem ser atraídos pelos buracos negros, suas ondas compridas impediriam que caíssem no horizonte de eventos, que é o ponto de não retorno destes objetos. Isso significa que eles permaneceriam na órbita do buraco negro, girando em alta velocidade.
Se o buraco negro com áxions em sua órbita emitir ondas gravitacionais (ondulações no espaço-tempo causadas por eventos cataclísmicos em objetos de alta densidade, como as colisões entre buracos negros), os áxions poderiam se mover em sincronia com elas, formando novas ondas gravitacionais.
Esse processo lembra um pouco o efeito cascata usado nos lasers luminosos, mas o resultado seria uma certa quantidade de ondas gravitacionais irradiadas, focadas em uma única direção. Caso isso seja encontrado por detectores de ondas gravitacionais, como o LIGO e o Virgo, o sinal seria completamente diferente de qualquer outro já visto.
Lasers gravitacionais e áxions
Os lasers gravitacionais podem ser extremamente raros no universo e, se de fato acontecerem, quase todos seriam lançados em outras direções que não a Terra.
Por outro lado, se um dia forem registrados, vão representar fortes evidências da existência do áxion, que ainda não foi detectado e concorre com o WIMP como candidato a partícula formadora da matéria escura.
A proposta foi publicada por Liu e o artigo está disponível no arXig.org, aguardando revisão de pares.
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