{"id":30577,"date":"2026-03-05T17:10:19","date_gmt":"2026-03-05T20:10:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/?p=30577"},"modified":"2026-03-05T17:30:30","modified_gmt":"2026-03-05T20:30:30","slug":"pesquisa-ajuda-a-revelar-segredos-do-universo-primordial","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/pesquisa-ajuda-a-revelar-segredos-do-universo-primordial\/","title":{"rendered":"Pesquisa ajuda a revelar segredos do universo primordial"},"content":{"rendered":"\n

Para quem n\u00e3o \u00e9 t\u00e3o familiarizado com o mundo das astropart\u00edculas, vale uma breve defini\u00e7\u00e3o do que \u00e9 um neutrino. Trata-se de uma part\u00edcula subat\u00f4mica extremamente leve e sem carga el\u00e9trica. Tamb\u00e9m chamados de “part\u00edculas fantasma<\/a>“, os neutrinos raramente interagem com a mat\u00e9ria e exibem massa extremamente pequena, sendo quase 1 milh\u00e3o de vezes mais leves que o el\u00e9tron.<\/p>\n\n\n\n

Em fevereiro de 2023, uma dessas part\u00edculas, vinda de algum lugar do cosmo fora da Terra, despertou forte aten\u00e7\u00e3o internacional ao ser detectada nas profundezas do Mar Mediterr\u00e2neo pelo telesc\u00f3pio submarino KM3NeT.<\/p>\n\n\n\n

A raz\u00e3o por tr\u00e1s do grande interesse foi a energia extraordin\u00e1ria do neutrino em quest\u00e3o. Os cientistas estimaram que a energia daquela \u00fanica part\u00edcula fantasma era de cerca de 220 petael\u00e9tron-volts (PeV). Para efeito de compara\u00e7\u00e3o, o maior acelerador de part\u00edculas do mundo, o Large Hadron Collider (LHC), consegue gerar pr\u00f3tons com cerca de 13 terael\u00e9tron-volts (TeV) – aproximadamente uma parte em dez mil de 220 PeV. Se transform\u00e1ssemos a energia daquele neutrino em algo mais palp\u00e1vel, 220 PeV seria compar\u00e1vel \u00e0 energia cin\u00e9tica de uma mosca voando. N\u00e3o \u00e9 muito para objetos grandes, mas para uma part\u00edcula subat\u00f4mica \u00e9 uma quantia incrivelmente alta.<\/p>\n\n\n\n

O evento, como era de se esperar, provocou intensa discuss\u00e3o na comunidade cient\u00edfica sobre sua origem. Entre as hip\u00f3teses mais ousadas, surgiu a possibilidade de que o sinal estivesse associado \u00e0 explos\u00e3o final de um buraco negro primordial, fen\u00f4meno te\u00f3rico que envolve a emiss\u00e3o violenta de radia\u00e7\u00e3o de Hawking e de part\u00edculas de alt\u00edssima energia, capazes de atravessar o universo quase sem intera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Foi justamente essa a hip\u00f3tese investigada por um grupo de pesquisadores, incluindo o f\u00edsico brasileiro Gabriel Massoni Salla, no paper \u201cPoderia a explos\u00e3o de um buraco negro primordial explicar o evento de neutrino de energia extremamente alta do KM3NeT?\u201d, publicado no in\u00edcio deste ano e que mereceu destaque no Physical Review Letters.<\/p>\n\n\n\n

Doutor pela Universidade de S\u00e3o Paulo (USP) e atualmente em p\u00f3s-doutorado no Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), situado em Hamburgo, Alemanha, Salla conduziu o estudo ao lado de Lua Airoldi (mestranda na USP), Gustavo Alves (p\u00f3s-doutor no Fermilab), da professora Renata Zukanovich Funchal (USP) e de Yuber Perez-Gonzalez (Universidade de Madri). A equipe explorou se a hip\u00f3tese de buracos negros primordiais poderia explicar o evento observado pelo KM3NeT.<\/p>\n\n\n\n

Segundo Salla, a motiva\u00e7\u00e3o inicial surgiu quase como um desafio intelectual. \u201cN\u00f3s j\u00e1 est\u00e1vamos convencidos de que essa possibilidade era extremamente improv\u00e1vel\u201d, conta. Estimativas preliminares indicavam que, para gerar um neutrino t\u00e3o energ\u00e9tico, o suposto buraco negro teria de estar muito pr\u00f3ximo da Terra, provavelmente no interior do Sistema Solar. Nesse caso, seria praticamente imposs\u00edvel que outros observat\u00f3rios n\u00e3o tivessem detectado sinais adicionais associados \u00e0 explos\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Enquanto o grupo desenvolvia uma an\u00e1lise mais ampla sobre como diferentes experimentos respondem a eventos transientes (aqueles de curta dura\u00e7\u00e3o e de emiss\u00e3o abrupta de part\u00edculas), um estudo do MIT sugeriu que buracos negros primordiais poderiam, sim, ser a fonte de neutrinos de alt\u00edssima energia. Essa diverg\u00eancia motivou Salla e seus colegas a investigar o fen\u00f4meno.<\/p>\n\n\n\n

Rel\u00edquias do universo<\/h2>\n\n\n\n

Mas afinal, o que s\u00e3o buracos negros primordiais? Diferentemente dos buracos negros formados a partir do colapso de estrelas massivas, previstos pela Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein em 1915, os primordiais teriam se formado instantes ap\u00f3s o Big Bang, em condi\u00e7\u00f5es extremas de densidade e temperatura. S\u00e3o, portanto, rel\u00edquias do universo rec\u00e9m-nascido, oferecendo uma janela rara para investigar os primeiros momentos da evolu\u00e7\u00e3o c\u00f3smica.<\/p>\n\n\n\n

\u201cQualquer informa\u00e7\u00e3o que possamos obter sobre o universo primordial \u00e9 extremamente valiosa\u201d, destaca Salla. A exist\u00eancia desses buracos negros poderia fornecer pistas sobre flutua\u00e7\u00f5es de densidade nos primeiros instantes do cosmos e sobre a natureza da mat\u00e9ria escura, um dos maiores mist\u00e9rios da f\u00edsica moderna.<\/p>\n\n\n\n

Um dos elementos centrais da discuss\u00e3o \u00e9 a radia\u00e7\u00e3o de Hawking, proposta na d\u00e9cada de 1970 por Stephen Hawking. De acordo com essa previs\u00e3o te\u00f3rica, buracos negros n\u00e3o s\u00e3o totalmente \u201cnegros\u201d: efeitos qu\u00e2nticos pr\u00f3ximos ao horizonte de eventos permitem que emitam part\u00edculas, perdendo massa gradualmente. Quanto menor o buraco negro, mais intensa \u00e9 a emiss\u00e3o, culminando em uma explos\u00e3o final violenta.<\/p>\n\n\n\n

\u201c\u00c9 um fen\u00f4meno contraintuitivo\u201d, explica Salla. \u201cQuanto menor a massa do buraco negro, mais rapidamente ele evapora e mais energ\u00e9tica \u00e9 a emiss\u00e3o. Na fase final, ocorre uma explos\u00e3o abrupta, com part\u00edculas de todos os tipos: f\u00f3tons, el\u00e9trons, pr\u00f3tons, neutrinos e at\u00e9 part\u00edculas hipot\u00e9ticas ainda desconhecidas.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Se o neutrino detectado pelo KM3NeT tivesse se originado dessa evapora\u00e7\u00e3o final, outros detectores teriam registrado sinais simult\u00e2neos. Esperava-se uma intensa emiss\u00e3o de raios gama e de m\u00faltiplos neutrinos no per\u00edodo imediatamente anterior ao evento. Foi justamente essa expectativa que levou \u00e0 abordagem multimensageira na an\u00e1lise conduzida por Salla e colaboradores.<\/p>\n\n\n\n

Cada vez mais utilizada em astrof\u00edsica, a estrat\u00e9gia multimensageira integra dados de diferentes tipos de detectores e de part\u00edculas, oferecendo uma vis\u00e3o completa de fen\u00f4menos extremos. Experimentos como o IceCube, no Polo Sul, e o KM3NeT focam em neutrinos, enquanto observat\u00f3rios como o LHAASO monitoram part\u00edculas carregadas e radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica de alta energia, incluindo raios gama.<\/p>\n\n\n\n

Cada detector possui caracter\u00edsticas pr\u00f3prias: tipo de part\u00edcula que registra, sensibilidade, localiza\u00e7\u00e3o geogr\u00e1fica e campo de vis\u00e3o. Eventos transientes, como a explos\u00e3o final de um buraco negro, exigem aten\u00e7\u00e3o a esses fatores, pois a rota\u00e7\u00e3o da Terra pode impedir que certos observat\u00f3rios \u201cvejam\u201d o fen\u00f4meno no instante de sua ocorr\u00eancia. No caso dos neutrinos, entretanto, a rigor, a intera\u00e7\u00e3o extremamente fraca com a mat\u00e9ria permite que atravessem a Terra praticamente sem impedimento, ampliando a cobertura observacional.<\/p>\n\n\n\n

Ap\u00f3s a an\u00e1lise detalhada, a conclus\u00e3o do grupo foi clara: se um buraco negro primordial tivesse evaporado nas proximidades do Sistema Solar, outros detectores teriam registrado sinais significativos, especialmente de raios gama e de m\u00faltiplos neutrinos. A aus\u00eancia desses sinais torna a hip\u00f3tese altamente improv\u00e1vel, ainda que cientificamente valiosa para delimitar possibilidades.<\/p>\n\n\n\n

\u201cA aus\u00eancia de sinais pode ser t\u00e3o reveladora quanto uma grande descoberta. Ao descartar cen\u00e1rios, estreitamos o leque de explica\u00e7\u00f5es e aprimoramos modelos te\u00f3ricos\u201d, sublinha Salla.<\/p>\n\n\n\n

Mesmo com a hip\u00f3tese de buracos negros primordiais enfraquecida, alternativas permanecem em aberto. Uma linha de investiga\u00e7\u00e3o envolve modifica\u00e7\u00f5es nos mecanismos de produ\u00e7\u00e3o ou intera\u00e7\u00e3o dos neutrinos, como a intera\u00e7\u00e3o de raios c\u00f3smicos com campos de radia\u00e7\u00e3o, capazes de gerar part\u00edculas de alta energia. Outra considera a exist\u00eancia de part\u00edculas massivas ainda n\u00e3o detectadas que decaiam em neutrinos energ\u00e9ticos. Cen\u00e1rios envolvendo vers\u00f5es alternativas de buracos negros tamb\u00e9m est\u00e3o sob estudo.<\/p>\n\n\n\n

Seja como for, o epis\u00f3dio refor\u00e7a a necessidade de colabora\u00e7\u00e3o internacional e de integra\u00e7\u00e3o entre teoria e experimento. \u201cHoje, n\u00e3o basta analisar apenas experimentos de neutrinos ou telesc\u00f3pios de raios gama isoladamente. \u00c9 preciso considerar todos os dados em conjunto, integrando esfor\u00e7os te\u00f3ricos e experimentais\u201d, afirma Salla.<\/p>\n\n\n\n

Ele acrescenta que o campo de astropart\u00edculas vive um momento de expans\u00e3o. O KM3NeT \u00e9 relativamente novo; o IceCube opera h\u00e1 mais de uma d\u00e9cada; novos detectores est\u00e3o em planejamento, ampliando a capacidade de observar fen\u00f4menos extremos. Nesse cen\u00e1rio, grupos brasileiros participam ativamente de pesquisas te\u00f3ricas e colabora\u00e7\u00f5es experimentais internacionais, mantendo o pa\u00eds conectado \u00e0 fronteira do conhecimento global. O neutrino de 220 PeV detectado no Mediterr\u00e2neo permanece, por ora, um enigma. Mas a investiga\u00e7\u00e3o conduzida por Salla e colegas ajudou a tornar a busca mais precisa e a refinar as estrat\u00e9gias de observa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Assista \u00e0 entrevista com o pesquisador Gabriel Massoni Salla<\/h2>\n\n\n\n
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