Idéias mais distantes de Stephen Hawking sobre buracos negros

 Introdução

Stephen Hawking faleceu hoje (14 de março), após uma longa carreira em física. Alguns dos trabalhos mais impressionantes do falecido cosmólogo abordaram os buracos negros - aquelas bolhas insaciáveis ​​de matéria infinitamente densa das quais quase nada pode escapar. Esses aspiradores cósmicos fascinantes parecem desafiar tantas noções de como o universo deveria parecer, e o trabalho de Hawking foi fundamental para refinar nossa compreensão desses bizarros objetos celestes. Desde a percepção de que os buracos negros não são verdadeiramente negros, até os "cabelos" que podem emanar deles, aqui estão várias das idéias mais estranhas de Hawking sobre os buracos negros.

Buracos negros têm cabelo

Em seus últimos anos, Hawking continuou a desenvolver sua teoria dos buracos negros. Os cientistas originalmente pensavam que os buracos negros eram "calvos", o que significava que não havia detalhes complicados em suas bordas e todos eram idênticos, exceto por sua massa, momento angular e rotação. Mas, em 2016, o físico Andrew Strominger, de Hawking e da Universidade de Harvard, sugeriu que os buracos negros apresentam uma safra luxuosa de "cabelos" - na forma de longas cadeias de partículas de energia zero que emanam de seu horizonte de eventos. A idéia, então, é que algumas das informações que são devoradas por um buraco negro podem ser armazenadas nesses pêlos.

Buracos negros podem fracassar e explodir

Originalmente, os pesquisadores acreditavam que absolutamente nada poderia escapar de um buraco negro, o que significa que tudo o que passa pelo seu horizonte de eventos seria dilacerado, devorado e nunca visto como ganho, enquanto o buraco negro se tornaria cada vez maior. Mas nos anos 70, Hawking desenvolveu o conceito de radiação Hawking , o que significaria que, em vez de se expandir ao longo do tempo, os buracos negros poderiam eventualmente se dissolver.. A ideia baseia-se em dois fenômenos estranhos: a flutuação quântica, uma capacidade bizarra de partículas subatômicas (muito raramente) surgirem espontaneamente e o tunelamento quântico, que permite que as partículas penetrem essencialmente através de barreiras impenetráveis. 

Às vezes, por exemplo, as partículas de matéria e antimatéria emergem do nada de repente e depois se aniquilam, e se isso acontece no limite do buraco negro, é possível que uma partícula venha a existir na borda externa do buraco negro e diminuir o zoom no espaço, para que seu parceiro de antimatéria não tenha a chance de aniquilá-lo e, em vez disso, seja sugado para o centro dos buracos negros. Com o tempo, isso significaria que o buraco negro está vazando e acabaria diminuindo de tamanho. Para escapar, no entanto, as partículas precisariam ser extremamente grandes - na ordem do buraco negro em tamanho, o que significaria que apenas uma luz muito baixa de energia poderia vazar dos buracos negros mais massivos. Até agora, ninguém mediu diretamente a radiação de Hawking, mas a maioria dos físicos está convencida de que existe,Ciência Viva relatada anteriormente .

O universo começou em uma singularidade

Uma das primeiras contribuições de Hawking à física foi a tese de doutorado que ele escreveu para a Universidade de Cambridge em 1966, na qual ele postulava que o universo começava como uma partícula infinitamente pequena e infinitamente densa de matéria enrolada em si mesma - o primeiro modo moderno de conceituando o Big Bang. Enquanto essa mancha primordial é uma singularidade, e os buracos negros também são uma singularidade, a matéria primordial na origem do universo não é um buraco negro, porque a matéria pode escapar dela. Em vez disso, outra maneira possível, embora problemática, de conceituá-la é como um "buraco branco" - uma versão invertida no tempo de um buraco negro, segundo John Baez, matemático da Universidade da Califórnia em Riverside.. Enquanto o Big Bang pode não ter se originado em um buraco branco, teremos que esperar até o fim do universo para descobrir, diz Baez.

Mini buracos negros poderiam alimentar o universo

Acredita-se que os maiores buracos negros do universo sejam buracos negros supermassivos, que ficam no coração das galáxias e são bilhões de vezes mais massivos que o nosso Sol, enquanto buracos negros com cerca de 10 vezes a massa do Sol também pontuam o universo. Mas os cientistas também propuseram alguns primos menores, que seriam do tamanho de uma montanha terrestre. Por serem tão pequenos (e a radiação de Hawking permitir que as partículas escapem apenas quando têm comprimentos de onda do tamanho do buraco negro), esses miniburacos negros poderiam emitir partículas de energia mais alta, que poderiam então ser usadas como fonte de energia, Hawking propôs. 

"Um buraco negro do tamanho de uma montanha produziria raios-X e raios gama a uma taxa de cerca de 10 milhões de megawatts, o suficiente para abastecer o fornecimento de eletricidade do mundo".Hawking disse em uma palestra de 2 de fevereiro de 2016 . "Não seria fácil, entretanto, aproveitar um mini buraco negro. Você não poderia mantê-lo em uma estação de energia, porque cairia pelo chão e terminaria no centro da Terra."

Buracos negros não têm limite

Em 2014, Hawking chegou a questionar um dos conceitos fundamentais dos buracos negros - o horizonte de eventos alémque nada poderia escapar. Em um artigo no arXiv.org, Hawking propôs que o horizonte de eventos não era um limite fixo, mas sim deslocado descontroladamente baseado no que as partículas subatômicas dentro de um buraco negro estavam fazendo. A noção do limite do buraco negro flutuante foi desenvolvida para abordar o que é conhecido como o paradoxo do Firewall. Isso decorre do fato de que um astronauta vagando em um buraco negro não notaria nada incomum quando cruzasse o horizonte de eventos, porque estaria em queda livre e não sofreria nenhuma força. No entanto, a radiação de Hawking prevê que deve haver um "anel do inferno" que fica dentro do horizonte de eventos, que incineraria o astronauta antes que ele tivesse a chance de ser atingido pelo buraco negro. A falta de um horizonte de eventos fixo foi uma tentativa de conciliar esses dois conceitos.

Fonte: Live Science .