325: Tudo no Universo está condenado a evaporar. Hawking estava (quase) certo

 

CIÊNCIA // ASTROFÍSICA // UNIVERSO

Um novo estudo de investigadores da Radboud University, nos Países Baixos, mostra que uma famosa teoria de Stephen Hawking estava correta, mas não totalmente: todos os grandes objectos do Universo, e não apenas nos buracos negros, estão condenados a evaporar.

NAOJ
Impressão artística de um vento galáctico impulsionado por um buraco negro super-massivo localizado no centro de uma galáxia.

Em 1974, o famoso astrofísico Stephen Hawking postulou que os buracos negros emitem radiação térmica devido a efeitos quânticos.

A existência da assim chamada Radiação de Hawking implica que os buracos negros perdem mais matéria do que a ganham, pelo que acabam por evaporar gradualmente, encolher, e finalmente desaparecer.

Aparentemente, Hawking estava quase certo, mas não totalmente.

Um novo estudo, realizado pelos astrofísicos Michael Wondrak, Walter van Suijlekom e Heino Falckem, da Radboud University, nos Países Baixos, sugere que o fenómeno da radiação de Hawking pode não ser limitado apenas aos buracos negros.

De acordo com o novo estudo, a radiação de Hawking ou um processo muito semelhante pode estar em todos os grandes corpos e não apenas nos buracos negros, fazendo com que todo o Universo esteja a evaporar muito lentamente.

Os resultados do estudo foram apresentados num artigo publicado esta sexta-feira na  revista Physical Review Letters.

Em termos mais simples, os buracos negros são conhecidos pela sua imensa força gravitacional, que tem origem na enorme quantidade de massa condensada num espaço muito pequeno — a sua inimaginável densidade.

A teoria da Radiação de Hawking implica que esta intensa gravidade perto do horizonte de eventos do buraco negro perturba o equilíbrio dos campos quânticos de tal forma que novas partículas são produzidas, levando à evaporação gradual do buraco negro.

No novo estudo, a equipa de investigadores demonstrou agora um haver um efeito semelhante sob uma variedade de condições gravitacionais, sugerindo que a curvatura do espaço-tempo por si só pode ser suficiente para produzir o fenómeno.

Assim, objectos com massa ou densidade significativas, como estrelas de neutrões, anãs brancas ou até mesmo aglomerados de galáxias, poderiam induzir uma radiação semelhante à de Hawking — sem a necessidade de um horizonte de eventos.

“Objectos sem um horizonte de eventos, como os remanescentes de estrelas mortas e outros grandes objectos no Universo, também têm este tipo de radiação”, explica ao Science Alert o autor principal do estudo, Heino Falcke.

“Isto poderia levar a uma evaporação muito gradual de todos os objectos no Universo ao longo de um período extremamente longo”, acrescenta o professor de Astrofísica na Radboud University.

Importa, entretanto, realçar que esta descoberta não representa uma ameaça iminente à nossa existência.

O tempo necessário para um buraco negro com a massa do nosso Sol evaporar seria de 1064 anos — ou seja, mil quatriliões e ainda mais 42 zeros à frente.

Assim, temos ainda um tempo incrivelmente longo antes que estejamos em risco de começar a ver tudo à nossa volta a evaporar.

ZAP //
4 Junho, 2023


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108: Hawking pode estar errado quanto ao seu paradoxo de buracos negros

 

CIÊNCIA // FÍSICA // PARADOXO HAWKING

O paradoxo da informação do buraco negro é um quebra-cabeças que resulta da combinação das previsões da mecânica quântica e da relatividade geral.

NASA/JPL-Calteech

Nos anos 70, Stephen Hawking aplicou as regras da mecânica quântica e descobriu que um buraco negro isolado emitia uma forma de radiação à qual chamou de radiação de Hawking.

O cientista também argumentou que a forma da radiação seria independente do estado inicial do buraco negro e dependeria apenas da sua massa, carga eléctrica e momento angular.

O paradoxo da informação aparece quando se considera um processo no qual um buraco negro é formado através de um processo físico e depois evapora-se inteiramente através da radiação de Hawking

Isto por si só já gera controvérsia. Se um buraco negro pode deixar de existir, isso implica dizer que as informações contidas nele também evaporariam. É uma contradição da mecânica quântica e da gravidade, ambas teorias que explicam a própria existência dos buracos negros.

Um novo estudo afirma ter encontrado a solução para o mistério. Se os cientistas estiverem correctos, quer dizer que Hawking estava errado e a descoberta teria implicações na ciência e na física quântica.

O estudo explica como é que os buracos negros funcionam e qual é o mecanismo que pode permitir que informações supostamente destruídas sobrevivam e escapem. Isto é algo que o conceituado cientista britânico dizia ser impossível.

“É o último prego no caixão para o paradoxo porque agora entendemos o fenómeno físico exacto pelo qual a informação escapa de um buraco negro em decomposição”, explica o autor principal do artigo Xavier Calmet em declarações à LiveScience.

Calmet e os seus colegas argumentam que a informação fica guardada naquilo que chamam de “cabelo quântico”, um resto de matéria que é destruída ao ser absorvida pelo buraco negro.

Isto funciona como uma espécie de impressão digital que nos diz daquilo que é feito o buraco negro, explica o El Confidencial. É esta impressão digital que afecta como as partículas são criadas e como é que elas escapam do buraco negro.

A confirmar-se, o estudo resolveria o quebra-cabeças e poderia levar a novas ideias sobre a teoria das cordas e a gravidade quântica. Os resultados do estudo foram recentemente publicados na revista científica Physics Letters B.

ZAP //
6 Abril, 2023


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