Uma nova teoria revisou radicalmente a teoria dos buracos negros de Stephen Hawking, de 1974, para prever que todos os objetos com massa podem eventualmente desaparecer.
Com informações de Live Science.
A teoria mais famosa de Stephen Hawking sobre os buracos negros acaba de receber uma atualização sinistra – uma que proclama que tudo no universo está fadado a evaporar.
Em 1974, Hawking propôs que os buracos negros eventualmente evaporam perdendo o que hoje é conhecido como radiação de Hawking – uma drenagem gradual de energia na forma de partículas de luz que surgem em torno dos campos gravitacionais imensamente poderosos dos buracos negros. Agora, uma nova atualização da teoria sugere que a radiação de Hawking não é criada apenas pelo roubo de energia de buracos negros, mas de todos os objetos com massa suficiente.
Se a teoria for verdadeira, isso significa que tudo no universo acabará desaparecendo, sua energia sangrando lentamente na forma de luz.
“Isso significa que objetos sem um horizonte de eventos [o ponto gravitacional sem retorno além do qual nada, nem mesmo a luz, pode escapar de um buraco negro], como os restos de estrelas mortas e outros objetos grandes no universo, também têm esse tipo de radiação”, disse o principal autor Heino Falcke, professor de astrofísica na Universidade Radboud, na Holanda, em um comunicado. “E, depois de um período muito longo, isso levaria a que tudo no universo eventualmente evaporasse, assim como os buracos negros. Isso muda não apenas nossa compreensão da radiação de Hawking, mas também nossa visão do universo e seu futuro.”
Os pesquisadores publicaram suas descobertas em 2 de junho na revista Physical Review Letters.
Monstros do espaço-tempo
De acordo com a teoria quântica de campos, não existe vácuo vazio. Em vez disso, o espaço está repleto de minúsculas vibrações que, se imbuídas de energia suficiente, explodem aleatoriamente em partículas virtuais, produzindo pacotes de luz de energia muito baixa, ou fótons.
Em um artigo histórico publicado em 1974, Hawking previu que a força gravitacional extrema sentida na boca dos buracos negros – seus horizontes de eventos – convocaria os fótons à existência dessa maneira. A gravidade, de acordo com a teoria da relatividade geral de Einstein, distorce o espaço-tempo, de modo que os campos quânticos ficam mais distorcidos à medida que se aproximam do imenso puxão gravitacional da singularidade de um buraco negro.
Por causa da incerteza e estranheza da mecânica quântica, Hawking disse que essa deformação cria bolsões desiguais de tempo em movimento diferente e picos subsequentes de energia em todo o campo. Essas incompatibilidades de energia fazem com que os fótons apareçam no espaço contorcido ao redor dos buracos negros, sugando a energia do campo do buraco negro para que possam surgir. Se as partículas escapassem do buraco negro, esse roubo de energia levou Hawking a concluir que – em uma vasta escala de tempo muito mais longa do que a idade atual do universo – os buracos negros acabariam perdendo toda a sua energia e desapareceriam completamente.
Mas se um campo gravitacional é tudo o que é necessário para produzir flutuações quânticas e fótons, o que impede qualquer objeto com uma massa de distorção do espaço-tempo de criar radiação Hawking? A radiação de Hawking precisa da condição especial do horizonte de eventos de um buraco negro ou pode ser produzida em qualquer lugar do espaço? Para sondar essas questões, os autores do novo estudo analisaram a radiação de Hawking através das lentes de um processo há muito previsto chamado efeito Schwinger, no qual a matéria pode teoricamente ser gerada a partir de poderosas distorções causadas por um campo eletromagnético.
Com certeza, ao aplicar a estrutura do efeito Schwinger à teoria de Hawking, os físicos teóricos produziram um modelo matemático que reproduzia a radiação de Hawking em espaços que experimentavam uma variedade de intensidades de campo gravitacional. De acordo com sua nova teoria, um horizonte de eventos não é necessário para que a energia vaze lentamente de um objeto massivo na forma de luz; o campo gravitacional do objeto é bom o suficiente por conta própria.
“Mostramos que muito além de um buraco negro, a curvatura do espaço-tempo desempenha um grande papel na criação de radiação”, disse o segundo autor Walter van Suijlekom, professor de matemática da Radboud University, em comunicado. “As partículas já estão separadas lá [além do buraco negro] pelas forças de maré do campo gravitacional.”
O que a teoria dos pesquisadores significa na realidade não está claro. Possivelmente, à medida que a matéria que compõe as estrelas, estrelas de nêutrons e planetas envelhece, ela passará por uma transição de energia para um estado de energia ultrabaixa completamente novo. Isso pode ser o suficiente para eventualmente colapsar toda a matéria em buracos negros, que podem continuar a pingar lentamente a luz até que eles também desapareçam sem deixar vestígios.
Infelizmente (ou felizmente, dependendo de qualquer dúvida que você possa ter sobre a evaporação), tudo isso é apenas especulação aguardando confirmação. Para descobrir se é uma previsão verdadeira do destino final do nosso universo, os físicos precisarão identificar alguma radiação Hawking sendo produzida em torno de objetos gravitacionalmente densos – tanto em torno de buracos negros quanto de planetas, estrelas ou estrelas de nêutrons. Se tudo está destinado a desaparecer em um flash de luz fria, deve haver muitos lugares para procurar.
