O que é um Buraco negro binário?

A fusão final é o evento mais violento do universo desde o Big Bang, e quase ninguém perceberia. Quando os dois buracos negros do GW150914 — de 36 e 29 massas solares — se combinaram, o remanescente pesava 62 massas solares. Três sóis inteiros haviam sido convertidos em pura radiação gravitacional em um quinto de segundo, irradiando brevemente mais potência que todas as estrelas do universo observável juntas. Nenhuma luz foi emitida. A única coisa que chegou à Terra, 1,3 bilhão de anos depois, foi uma variação na distância entre espelhos de cerca de uma parte em 10^21 — um milésimo da largura de um próton ao longo de um braço de 4 km.

Desenhar isso com honestidade exige mudar o próprio integrador. Em todo o resto desta seção a luz cai em direção a um único centro com momento angular conservado; aqui ela é puxada por dois, e a soma de duas soluções de buraco negro não é ela mesma uma solução das equações de Einstein. O que o shader faz é sobrepor as duas atrações, cada uma medida em relação ao seu próprio buraco — exato para um buraco, fiel enquanto o par estiver bem separado, e honestamente rotulado como aproximação nas últimas órbitas, onde só a relatividade numérica completa serve.

O que isso compra é uma imagem que nada mais produz. As duas sombras não são dois buracos negros colados: cada um curva a luz do outro, então suas bordas voltadas uma para a outra ficam visivelmente achatadas e cada um carrega no flanco externo uma fina meia-lua, imagem secundária de si mesmo desviada em torno da parceira. Além delas, o disco circumbinário é mantido afastado a cerca de duas vezes a separação — o par expulsa por torque tudo o que se aproxime — e alimenta cada buraco por correntes que cruzam a cavidade. O campo estelar de fundo é cisalhado pelas próprias ondas gravitacionais do par, exageradas em umas vinte ordens de grandeza para que sejam sequer visíveis.