Podemos estar vivendo no interior de um buraco negro

Créditos: Arte Conceitual de Ralf Crawford. NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

O Telescópio Espacial James Webb (JWST) consegue observar o Universo com uma riqueza de detalhes nunca vista antes, principalmente quando se trata de galáxias muito distantes.

Um projeto chamado JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) está estudando uma área bem profunda do céu para observar essas galáxias antigas, que se formaram logo nos primeiros bilhões de anos do Universo.

O que eles descobriram?

Os cientistas analisaram o sentido da rotação das galáxias espirais nessa região — ou seja, se giram no mesmo sentido ou no sentido contrário à nossa galáxia, a Via Láctea.

E aí vem a surpresa:

Tem cerca de 50% mais galáxias que giram no sentido oposto à Via Láctea do que galáxias que giram no mesmo sentido.

Eles usaram computadores para medir isso de forma precisa, e os dados batem com observações antigas feitas pelo telescópio Hubble e também pelo próprio JWST em outras imagens da mesma região.

Mas, o que isso significa?

Ainda não se sabe exatamente, mas os cientistas acham que pode ter relação com:

A estrutura do Universo nos seus primeiros tempos;

A forma como as galáxias giram e se formam por dentro;

E talvez isso ajude a explicar outros mistérios atuais da astronomia, como:

O “tensionamento de H₀” (diferença entre formas de medir a expansão do Universo);

O fato de existirem galáxias grandes e evoluídas muito cedo, quando o Universo ainda era jovem;

Detalhando: Estamos diante de galáxias muito antigas... e surpreendentemente evoluídas

Cientistas já identificaram, com a ajuda do JWST, galáxias que existiam quando o Universo tinha só 250 milhões de anos (0,25 bilhão, ou 0,25 Gyr). Uma delas é a JADES-GS-z14-0, que está a um redshift de 14,2 (medida usada para calcular a distância e o tempo desde o Big Bang).

Mais surpreendente ainda: essas galáxias são parecidas com a Via Láctea, com forma espiral — o que, segundo as teorias atuais, não era para existir tão cedo assim na história do Universo.

Mesmo que já se suspeitasse da existência dessas galáxias antes do JWST, a nitidez com que agora podemos vê-las surpreendeu os especialistas. Isso está levando a comunidade científica a questionar as teorias atuais de formação de galáxias e do próprio cosmos.

Um detalhe inesperado: o sentido de rotação das galáxias

Outra descoberta curiosa do JWST é que, nas imagens de campo profundo (áreas do céu observadas por muito tempo), mais galáxias parecem girar no sentido oposto ao da Via Láctea.

Em uma análise de 33 galáxias espirais detectadas perto do polo galáctico (região do céu em linha quase reta com o centro da nossa galáxia), 23 giravam no sentido contrário ao da Via Láctea.

Essa diferença é tão grande que até uma pessoa olhando as imagens sem softwares consegue notar. Isso pode indicar algum padrão maior de rotação no Universo antigo — ou até sugerir novas interpretações sobre a estrutura e a evolução do cosmos.

E o tal do “tensionamento de H₀”?

O tensionamento de H₀ é um mistério da cosmologia atual: é o nome dado à diferença entre as formas de calcular a expansão do Universo. Alguns cientistas acham que essas descobertas do JWST (galáxias grandes e antigas, rotação estranha, etc.) podem indicar que a forma como entendemos o Universo hoje está incompleta — e o JWST está ajudando a abrir essa nova janela de conhecimento.

Descobrir o sentido de rotação de uma galáxia (se ela gira no mesmo sentido da Via Láctea ou no oposto) não é tão simples quanto parece. Quando é feito manualmente — ou seja, por pessoas olhando imagens — os resultados podem ser subjetivos. Ou seja, diferentes pessoas podem enxergar sentidos diferentes de rotação para a mesma galáxia.

Um exemplo famoso disso foi o projeto Galaxy Zoo, onde voluntários classificavam galáxias online. Em muitos casos, os participantes não concordavam entre si sobre o sentido da rotação.

Por isso, os pesquisadores agora usam computadores com modelos matemáticos bem definidos para fazer essa análise — como foi feito neste estudo com imagens do JWST.

Mesmo com ajuda do computador, o olho humano ainda é útil

Apesar da análise ter sido feita por computador, o interessante é que o campo de observação do JWST é pequeno o bastante para que cientistas (ou qualquer pessoa) consigam verificar visualmente se os resultados fazem sentido — e se não ficaram galáxias de fora que poderiam alterar o resultado.

Mas essa diferença já havia sido notada antes...

Esse padrão curioso — com mais galáxias girando no sentido oposto ao da Via Láctea — já tinha sido observado com telescópios da Terra, desde os anos 1980 até estudos mais recentes (de Shamir e outros pesquisadores).

O detalhe interessante é que quanto maior o redshift (ou seja, quanto mais distante e antiga é a galáxia), maior parece ser essa diferença. Isso significa que no Universo primitivo, esse desequilíbrio de rotação pode ter sido ainda mais forte — e o JWST permite estudar isso com muito mais clareza.

Mas nem todos concordam…

Outros cientistas acreditam que essa diferença seja pura aleatoriedade — ou seja, as galáxias giram em qualquer direção, sem padrão nenhum. Existem estudos sérios que defendem isso também.

Por que isso é importante?

A questão da simetria ou assimetria na rotação das galáxias pode nos dar pistas valiosas sobre:

A estrutura do Universo nos seus primeiros momentos

A física misteriosa por trás da rotação galáctica

E pode até ajudar a explicar anormalidades na cosmologia atual, como a expansão acelerada do Universo

O JWST, com seu poder de observação, é uma oportunidade única para estudar esses padrões com mais profundidade, especialmente porque ele alcança distâncias (e tempos) que outros telescópios não conseguiam

De onde vêm os dados usados nessa análise?

Os dados vêm de um campo chamado GOODS-S, que faz parte do grande programa de observação JADES (sigla para JWST Advanced Deep Extragalactic Survey). Esse programa é o maior conjunto de imagens profundas do Universo primordial feito pelo telescópio espacial JWST.

As imagens foram captadas com a câmera infravermelha NIRCam e analisadas principalmente nos comprimentos de onda de 0,9 µm, 2,0 µm e 4,4 µm — que mostram detalhes importantes das galáxias distantes.

E por que não usar inteligência artificial?

Você pode estar pensando: "Por que não usar redes neurais como as CNNs que são boas com imagens?"

Essas redes neurais convolucionais (CNNs) realmente funcionam bem com fotos, mas têm um grande problema: Elas funcionam como caixas-pretas — é difícil saber como elas chegaram a um resultado. Além disso, pequenas mudanças no conjunto de treinamento (as imagens que ela aprende no início) podem mudar completamente os resultados. Ou seja: para um estudo que precisa de transparência e confiabilidade, as CNNs não são ideais. Melhor usar um modelo mais simples, mesmo que menos "sofisticado", mas que possa ser verificado por humanos depois.

Como os cientistas descobriram para que lado as galáxias estão girando?

Para descobrir o sentido de rotação das galáxias observadas pelo telescópio JWST, os cientistas usaram um algoritmo chamado Ganalyzer, desenvolvido por Shamir (2011). A ideia é transformar a imagem da galáxia em um gráfico que revela como sua luz varia em diferentes direções.

Etapas principais do método:

1. Separar o objeto do fundo

Primeiro, o algoritmo identifica o que é galáxia na imagem e o que é apenas espaço vazio (fundo escuro). Isso é fundamental para analisar apenas o que importa.

2. Transformar a imagem em um gráfico radial

Depois, a imagem da galáxia é convertida em um gráfico chamado radial intensity plot (ou gráfico de intensidade radial).

Esse gráfico mostra a intensidade da luz da galáxia em diferentes distâncias do centro e em várias direções (ângulos).Pense nisso como “desenhar a galáxia de dentro pra fora”, registrando o brilho em cada direção.

3. Identificar os braços da galáxia

Os braços espirais das galáxias são mais brilhantes que outras partes. O algoritmo usa uma técnica chamada detecção de picos para identificar esses braços no gráfico.

Depois, ele aplica uma regressão linear nos pontos mais brilhantes (os picos), para ver como esses braços estão inclinados. O sinal da inclinação (positivo ou negativo) mostra para qual lado a galáxia gira.

4. Filtrar as galáxias que não têm rotação clara

Nem toda galáxia tem braços bem definidos. Por isso, o algoritmo descarta:

Galáxias que têm menos de 30 picos (braços pouco visíveis);

Galáxias com inclinação menor que 0,35, o que indica que não dá para confiar na direção da rotação.

O que o JWST revelou sobre o sentido de rotação das galáxias?

Testando a simetria do algoritmo

Antes de tudo, os cientistas precisaram garantir que o algoritmo não tivesse “preferência” por um dos lados.

Como eles fizeram isso?

Espelharam toda a imagem do céu (como olhar em um espelho) e rodaram o mesmo algoritmo. Como resultado, o algoritmo deu o oposto exato, confirmando que ele é simétrico e confiável.

Como saber se uma galáxia gira para a esquerda ou para a direita?

Os cientistas analisam os braços espirais das galáxias. A forma como os braços se curvam indica o sentido do giro da galáxia.

Estudos desde 1958 (como De Vaucouleurs) já mostravam que os braços geralmente “seguem” o movimento, como se fossem deixados para trás — são chamados de braços “trailing”. Casos de braços “leading” (que apontam para frente do movimento) são super raros, como a galáxia NGC 4622.

O que o JWST encontrou no campo GOODS-S?

Foram analisadas 263 galáxias com braços visíveis o suficiente. Dessas: 158 giram no sentido horário (sentido oposto ao da Via Láctea) e 105 giram no sentido anti-horário (mesmo sentido da Via Láctea).

Se fosse totalmente aleatório, essa diferença tão grande teria menos de 0,07% de chance de acontecer. Ou seja, é muito improvável que seja por acaso.

Por que isso é importante?

Essa assimetria — mais galáxias girando em um sentido do que em outro — pode ter ligação com a estrutura do universo primitivo, ou com mistérios ainda não explicados pela cosmologia atual.

As observações do JWST e outros telescópios mostram uma assimetria na rotação das galáxias (mais girando para um lado do que para o outro em certas regiões do céu, especialmente próximo aos polos galácticos e em altos redshifts). Isso contradiz a suposição de isotropia e homogeneidade do universo — dois pilares do modelo cosmológico padrão (o Modelo ΛCDM).

Agora, sobre viver dentro de um buraco negro — isso não é uma afirmação direta dos estudos citados, mas é uma hipótese teórica que ganha fôlego quando há evidências de violação da isotropia, como esta observada. Vamos destrinchar melhor:

Existe correlação direta entre o fenômeno observado e estarmos vivendo dentro de um buraco negro?

Não diretamente. O artigo de Lior Shamir e os estudos baseados nos dados do JWST não mencionam explicitamente a hipótese de o universo estar dentro de um buraco negro. O foco deles é na detecção e análise estatística da assimetria na rotação de galáxias, e como isso pode sugerir um eixo preferencial no universo — ou seja, uma violação da isotropia.

No entanto, os próprios autores especulam que essas observações podem ser um indício de que "o universo pode ter um eixo de rotação ou uma estrutura fundamental ainda desconhecida."

Como a ideia de viver dentro de um buraco negro se conecta com isso?

Essa ideia vem de uma linha de pensamento teórico que propõe que:

1. O interior de um buraco negro poderia ter propriedades semelhantes a um universo em expansão.

2. Isso cria um universo "bolha", isolado do espaço exterior, onde o espaço-tempo se curva para dentro do horizonte de eventos.

3. Se estamos dentro de tal buraco negro, o universo não seria perfeitamente isotrópico nem homogêneo — especialmente quando se olha em grandes escalas ou em redshifts elevados.

4. Uma violação na simetria de rotação galáctica, como a observada, poderia ser interpretada como um sinal dessa estrutura espacial curva e assimétrica, típica do espaço-tempo interno de um buraco negro.

   
   

Referências teóricas que fazem essa conexão:

"Our Universe May Exist Inside a Black Hole" – Nikodem Popławski (2010–2019)

Ele propõe que o universo poderia ser o interior de um buraco negro que existe em outro universo maior. Um resultado disso seria uma rotação global (spin), herdada do buraco negro "pai", o que levaria a assimetrias cosmológicas mensuráveis — exatamente como a observada.

Modelos cosmológicos com anisotropia inicial

Alguns modelos sugerem que o universo teve uma "rotação inicial" ou uma direção preferencial herdada de uma fase anterior à inflação ou a partir de um colapso gravitacional (como o de um buraco negro).

Em resumo:

Os dados do JWST sugerem uma assimetria real na rotação de galáxias. Isso desafia o princípio cosmológico (que diz que o universo é igual em todas as direções). Ainda que não tenha uma correlação direta no artigo de Shamir entre isso e a hipótese do universo dentro de um buraco negro, a hipótese ganha força entre físicos teóricos, porque esse tipo de assimetria é esperado em universos com estrutura interna complexa — como o interior de um buraco negro girando.

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Referências Bibliográficas

Lior Shamir, The distribution of galaxy rotation in JWST Advanced Deep Extragalactic Survey, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 538, Issue 1, March 2025, Pages 76–91, https://doi.org/10.1093/mnras/staf292