Os cientistas criaram um buraco preto em laboratório. E funcionou

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NASA

Horizonte de eventos do buraco preto da Via Láctea

Os buracos negros são tão densos que, a uma certa intervalo do núcleo de tamanho do buraco preto, nenhuma velocidade no Universo é suficiente para evadir.

Um novo tipo de buraco preto análogo pode ajudar-nos a saber cada vez mais sobre a radiação elusiva. Utilizando uma calabouço de átomos em registo único para simular o horizonte de eventos de um buraco preto, uma equipa de físicos observou o equivalente ao que chamamos radiação Hawking — partículas nascidas de perturbações nas flutuações quânticas causadas pela quebra do buraco preto no tempo espacial.

Isto, dizem, poderia ajudar a resolver a tensão entre duas estruturas atualmente irreconciliáveis para descrever o Universo: a teoria universal da relatividade, que descreve o comportamento da sisudez uma vez que um campo contínuo divulgado uma vez que espaço tempo; e a mecânica quântica, que descreve o comportamento de partículas discretas usando a matemática da verosimilhança.

Para uma teoria unificada da sisudez quântica que possa ser aplicada universalmente, estas duas teorias imiscíveis precisam de encontrar uma forma de se entenderem de alguma forma.

É cá que entram em cena os buracos negros — possivelmente os objetos mais estranhos e mais extremos do Universo. Estes objetos maciços são tão incrivelmente densos que, a uma certa intervalo do núcleo de tamanho do buraco preto, nenhuma velocidade no Universo é suficiente para evadir. Nem sequer a velocidade da luz.

Essa intervalo, que varia em função da tamanho do buraco preto, é chamada de horizonte de eventos. Quando um objeto atravessa os seus limites, só podemos imaginar o que acontece, uma vez que zero regressa com informações vitais sobre o seu direcção. Mas em 1974, Stephen Hawking propôs que as interrupções das flutuações quânticas causadas pelo horizonte de eventos resultassem num tipo de radiação muito semelhante à radiação térmica.

Se esta radiação Hawking existe, é exagerado ténue para que ainda não a possamos detetar. É verosímil que nunca seja peneirada para fora da estática sibilante do Universo. Mas podemos sondar as suas propriedades através da geração de análogos de buracos negros em ambientes de laboratório.

Tal experiência já havia sido feita antes, mas agora uma equipa liderada por Lotte Mertens da Universidade de Amesterdão, na Holanda, fez um pouco novo num estudo científico. Uma calabouço unidimensional de átomos serviu de caminho para os eletrões ‘saltarem’ de uma posição para outra. Ao apurar a facilidade com que levante salto pode ocorrer, os físicos poderiam fazer vanescer certas propriedades, criando efetivamente uma espécie de horizonte de eventos que interferia com a natureza ondulatória dos eletrões.

O efeito deste falso horizonte de eventos produziu um aumento de temperatura que correspondeu às expectativas teóricas de um sistema de buraco preto equivalente, disse a equipa, mas unicamente quando secção da calabouço se estendeu para além do horizonte de eventos. Isto pode valer que o enredado de partículas que se estendem no horizonte do evento é instrumental para gerar radiação Hawking.

A radiação de Hawking simulada foi unicamente térmica para uma certa amplitude de lúpulo, e sob simulações que começaram por imitar uma espécie de espaço-tempo considerado ‘projecto’. Isto sugere que a radiação Hawking só pode ser térmica dentro de uma gama de situações, e quando há uma mudança na urdidura do espaço-tempo devido à sisudez.

Não é simples o que isto significa para a sisudez quântica, mas o protótipo oferece uma forma de estudar a emergência da radiação Hawking num envolvente que não é influenciado pela dinâmica selvagem da formação de um buraco preto. E, por ser tão simples, pode ser posto a funcionar numa vasta gama de cenários experimentais, disseram os investigadores.

“Isto, pode furar um espaço para explorar aspetos quântico-mecânicos fundamentais ao lado da sisudez e tempos de espaço curvos em vários cenários de material condensada”, escrevem os investigadores, citado pela Science Alert.

  ZAP //

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