Stephen Hawking: Não há buracos negros

Esta imagem anotada rotula vários recursos na simulação, incluindo o horizonte de eventos do buraco negro. (Crédito da imagem: Goddard Space Flight Center da NASA / J. Schnittman, J. Krolik (JHU) e S. Noble (RIT))

Sobre a leitura de um novo artigo de Stephen Hawking que apareceu online esta semana, você teria sido perdoado se pensasse que o físico britânico de renome mundial estava nos enganando. Trabalho não publicado de Hawking - intitulado ' Preservação de informações e previsão do tempo para buracos negros 'e carregado para o serviço de pré-impressão arXiv - declara que' não há buracos negros . '

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Tenha em mente que a teoria fundamental de Hawking da evaporação de buracos negros revolucionou nossa compreensão de que os gigantes gravitacionais não são imortais; por meio de uma peculiaridade quântica, eles vazam partículas (e, portanto, massa) por meio da 'radiação Hawking' ao longo do tempo. Além do mais, os astrônomos estão encontrando maneiras novas e interessantes de detectar buracos negros - eles estão até trabalhando em uma rede de interferômetro que pode, em breve, ser capaz de visualizar diretamente o horizonte de eventos de um buraco negro !

O professor Stephen Hawking fala sobre 'Por que devemos ir para o espaço' para a série de palestras da NASA, 21 de abril de 2008.(Crédito da imagem: NASA / Paul Alers)

Hawking mudou de ideia? Os buracos negros são apenas uma invenção de nossa imaginação coletiva? Todas essas teorias excêntricas sobre teorias 'alternativas' do Cosmos são verdadeiras ?!

Felizmente não.

Stephen Hawking não mudou de idéia sobre toda a coisa do buraco negro, mas ele lançou um paradoxo da física complexo para o centro das atenções, que tem corroído o cerne da física teórica nos últimos 18 meses.

Os buracos negros são regiões estranhas onde a gravidade é forte o suficiente para dobrar a luz, deformar o espaço e distorcer o tempo. [Veja como funcionam os buracos negros neste infográfico do guesswhozoo.com.](Crédito da imagem: Karl Tate, contribuidor do guesswhozoo.com)

Black Hole Fight Club

Tudo se resume a um conflito entre duas idéias fundamentais da física que controlam a própria estrutura do nosso Universo; o choque da relatividade geral e da dinâmica quântica de Einstein. E acontece que o ambiente extremo dentro e ao redor de um buraco negro torna o 'clube da luta' perfeito para as duas teorias lutarem. Mas qual é a primeira regra do clube da luta do buraco negro? Não fale sobre o firewall, para não ser sugado por uma discussão com um físico teórico.

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Em uma palestra do California Institute of Technology (Caltech) em abril de 2013 , Hawking e outros físicos teóricos proeminentes tiveram a oportunidade de descrever o problema em questão. Kip Thorne, da Caltech, por exemplo, descreveu o paradoxo do firewall como 'uma questão candente na física teórica'.

A base desse problema candente é o que torna os buracos negros Horizonte de eventos . Em sua forma mais básica, o horizonte de eventos de um buraco negro é o ponto em que nem mesmo a luz consegue escapar das garras gravitacionais da singularidade do buraco negro massivo. Se a luz não pode escapar, é lógico que aparecerá como uma esfera negra no espaço. É uma rua cósmica de mão única: tudo entra, nada sai.

Um astronauta azarado

No universo da relatividade geral, para um astronauta que teve a infelicidade de cair em direção a um buraco negro, ele ou ela não notaria nada desfavorável ao cruzar o horizonte de eventos. Seria um evento bastante pacífico, sem drama. 'Embora mais tarde você esteja condenado e você encontrará forças gravitacionais muito fortes que o separarão', observou o físico da Caltech, John Preskill, no evento Caltech 2013. [Os mais estranhos buracos negros do universo]

No entanto, o universo quântico contradiz essa ideia de horizonte de eventos 'sem drama', conforme previsto pela relatividade geral.

Em 2012, um grupo de físicos liderado por Joseph Polchinski da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara revelou sua descoberta de que se os buracos negros realmente não destruírem a informação - um ponto de vista que o próprio Hawking defende com relutância - e essa informação pode escapar do buraco negro através Radiação Hawking, deve haver um inferno violento dentro do horizonte de eventos que eles chamam de 'firewall'.

Nesse caso, em vez de cair em um horizonte de eventos 'sem drama', nosso azarado astronauta fica totalmente queimado antes de ser dilacerado pelo cisalhamento da maré. Essa é a própria antítese de 'nenhum drama' e, portanto, um paradoxo.

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Este aparente conflito entre o que a relatividade geral prevê e o que a dinâmica quântica prevê - dois campos muito estabelecidos na física - é precisamente o que os físicos teóricos estão tentando entender. Isto parece ser ainda outra situação onde a gravidade e a dinâmica quântica não funcionam bem , cuja solução pode transformar a forma como vemos o Universo.

Então, quando Hawking, um dos principais participantes do grande debate sobre firewall, escreve um breve artigo sobre o assunto (independentemente de ter sido publicado ou não), o mundo toma nota.

A solução de Hawking para o paradoxo remove o horizonte de eventos do buraco negro, removendo assim o paradoxo; sem horizonte de eventos, sem firewall. Mas somos informados de que todos os buracos negros têm horizontes de eventos - a linha que você não pode cruzar ou estar para sempre perdido dentro do buraco negro - o que acontece? [Sem escapatória: Como funcionam os buracos negros (infográfico)]

Hawking acha que a ideia por trás do horizonte de eventos precisa ser retrabalhada. Em vez de o horizonte de eventos ser uma linha definida além da qual nem mesmo a luz pode escapar, Hawking invoca um 'horizonte aparente' que muda de forma de acordo com as flutuações quânticas dentro do buraco negro - é quase como uma 'área cinzenta' para a física extrema. Um horizonte aparente não violaria a relatividade geral ou a dinâmica quântica se a região logo além do horizonte aparente fosse uma confusão emaranhada caótica de informações.

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“Assim, como a previsão do tempo na Terra, as informações serão efetivamente perdidas, embora não haja perda de unidade”, escreve Hawking. Isso basicamente significa que, embora as informações possam escapar do buraco negro, sua natureza caótica garante que não possam ser interpretadas, evitando o paradoxo do firewall.

Desnecessário dizer que este artigo pouco fez para convencer Polchinski. 'Quase parece que (Hawking) está substituindo o firewall por uma parede do caos, o que pode ser a mesma coisa,' ele disse ao New Scientist .

Muito do debate teórico é difícil de compreender e é o resultado de cálculos de eventos físicos que não podemos experimentar em nossa vida cotidiana. Mas não confunda esse debate em particular como apenas um argumento arrojado na comunidade da física teórica. Suas bases estão enraizadas no crescente desconforto que sentimos com a incompatibilidade da relatividade geral e da dinâmica quântica (particularmente o papel que a gravidade desempenha no mundo quântico), um problema que não pode ser resolvido com nossa compreensão atual do universo.

Afinal, é para esses problemas científicos que construímos aceleradores de partículas de vários bilhões de dólares.

Fonte: Nature News

Este artigo foi fornecido por Discovery News .