Uma das previsões mais importantes do físico Stephen Hawking foi confirmada mais de cinco décadas depois de ser proposta. Cientistas demonstraram que, após a fusão de dois buracos negros, a área total de suas superfícies aumenta, exatamente como previa uma teoria apresentada por Hawking em 1971.

O resultado foi obtido por pesquisadores da colaboração internacional LIGO-Virgo-KAGRA (LVK), responsável pelos maiores observatórios de ondas gravitacionais do mundo, e publicado na revista científica Physical Review Letters. A análise utilizou dados de uma colisão entre dois buracos negros registrada em janeiro de 2025.

Como a teoria de Stephen Hawking foi confirmada

A confirmação veio a partir do evento GW250114, detectado em 14 de janeiro de 2025 pelo observatório LIGO. O fenômeno ocorreu a cerca de 1,3 bilhão de anos-luz da Terra e corresponde à fusão de dois buracos negros.

Ao analisar as ondas gravitacionais produzidas pela colisão, os pesquisadores calcularam a área dos dois buracos negros antes da fusão e compararam com o espaço do objeto formado depois do impacto.

Os resultados mostraram que a área total passou de aproximadamente 240 mil quilômetros quadrados para cerca de 400 mil quilômetros quadrados, confirmando a chamada teoria da área dos buracos negros, proposta por Hawking.

Segundo essa hipótese, o campo da superfície de um buraco negro nunca pode diminuir. Mesmo quando parte da massa é convertida em energia e emitida na forma de ondas gravitacionais, a combinação entre massa e rotação faz com que a área final seja sempre maior ou igual à soma das áreas anteriores.

O que é a teoria da área dos buracos negros

A teoria apresentada por Hawking em 1971 estabelece uma das propriedades fundamentais dos buracos negros previstas pela relatividade geral de Albert Einstein. Ela afirma que a superfície que delimita um buraco negro — conhecida como horizonte de eventos — nunca diminui de tamanho em processos naturais.

Na prática, isso significa que, quando dois buracos negros colidem e se fundem, o novo objeto formado precisa possuir uma área igual ou maior do que a soma das áreas dos dois buracos negros originais.

Embora a ideia fosse considerada um dos pilares da física teórica, faltava uma confirmação experimental suficientemente precisa.

Ondas gravitacionais permitiram testar a previsão

A comprovação só foi possível graças aos avanços dos detectores de ondas gravitacionais. Esses observatórios conseguem medir deformações extremamente pequenas no espaço-tempo produzidas por eventos cósmicos violentos, como colisões entre buracos negros.

Segundo a pesquisadora Katerina Chatziioannou, da Caltech e integrante da colaboração LVK, a qualidade dos dados permitiu observar o sinal da fusão com precisão suficiente para testar diretamente uma das leis fundamentais da física.

O estudo alcançou um nível de confiança de 99,999%, tornando-se a evidência mais robusta já obtida em favor da teoria de Hawking. Em 2021, um teste semelhante já havia sido realizado, mas utilizava dados menos precisos.

Descoberta pode ajudar a compreender o Universo

A importância da confirmação vai além da previsão feita por Hawking. Na década de 1970, o físico britânico e Jacob Bekenstein demonstraram que a área dos buracos negros está relacionada à entropia, conceito ligado à quantidade de informação e à desordem de um sistema físico.

Essa conexão tornou-se uma das bases das pesquisas que buscam unificar a relatividade geral, que descreve a gravidade, com a mecânica quântica, responsável por explicar o comportamento das partículas elementares.

Desde a primeira detecção de ondas gravitacionais, em 2015, a colaboração LIGO-Virgo-KAGRA já registrou cerca de 300 fusões de buracos negros. Atualmente, os observatórios detectam, em média, um novo evento desse tipo a cada três dias, ampliando a capacidade dos cientistas de testar teorias fundamentais sobre o funcionamento do Universo.