Por que os buracos negros não engolem todo o espaço? A resposta vai explodir sua mente - Mistérios do Universo

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20 de dezembro de 2018

Por que os buracos negros não engolem todo o espaço? A resposta vai explodir sua mente

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Os buracos negros são ótimos para sugar a matéria. Eles são tão grandes, na verdade, que nem a luz consegue escapar de seu alcance (daí o seu nome).


Mas, dado o seu talento para o consumo, por que os buracos negros não continuam expandindo, expandindo e simplesmente engolindo o Universo? Agora, um dos maiores físicos do mundo apresentou uma nova explicação.

Convenientemente, a ideia também poderia unir as duas maiores teorias em toda a física.

O pesquisador por trás dessa última explicação não é outro senão o físico da Universidade de Stanford, Leonard Susskind, também conhecido como um dos pais da teoria das cordas.

Ele recentemente deu seus dois centavos sobre o paradoxo em uma série de artigos, que basicamente sugerem que os buracos negros se expandem aumentando a complexidade interiormente - uma característica que nós simplesmente não vemos conectada enquanto assistimos de longe.

Em outras palavras, eles se expandem, não para fora. 

Mais estranho ainda, esta hipótese pode ter um paralelo na expansão do nosso próprio Universo, que também parece estar crescendo de uma maneira contraintuitiva.

"Eu acho que é uma questão muito, muito interessante, se o crescimento cosmológico do espaço está ligado ao crescimento de algum tipo de complexidade", disse Susskind em The Atlantic.

"E se o relógio cósmico, a evolução do Universo, está conectado com a evolução da complexidade. Lá, eu não sei a resposta."

Susskind pode estar especulando sobre a evolução do Universo, mas seus pensamentos sobre por que os buracos negros crescem mais do que valem a pena vale a pena desembalar.

Para ser claro, por enquanto, este trabalho foi publicado apenas no site pré-impressão arXiv.org, então ainda não foi revisado. Isso significa que precisamos levá-lo com um grande grão de sal por enquanto. Além disso, esse tipo de pesquisa é, por sua própria natureza, teórica.

Mas há uma ideia bem legal que vale a pena descompactar. Para fazer isso, precisamos voltar ao básico por um momento. Então... aguente firme.

Para os leigos, os buracos negros são massas densas que distorcem o espaço na medida em que mesmo a luz (leia-se: informação) não tem a velocidade de escape necessária para fazer uma saída.

As primeiras bases teóricas sólidas para tal objeto surgiram naturalmente fora da matemática por trás da relatividade geral de Einstein em 1915. Desde então, objetos físicos correspondentes a essas previsões foram vistos, muitas vezes em torno do centro das galáxias.

Uma analogia comum é imaginar as dimensões do espaço mais o tempo como uma folha de borracha lisa. Assim como um objeto pesado contorna a folha de borracha, a massa distorce a geometria do espaço-tempo.

As propriedades do lençol de borracha do nosso Universo significam que ele pode formar um funil de gravidade profunda que se estende "para baixo" sem esticar muito mais "fora".

A maioria dos objetos se expande quando você adiciona material, não em 'in'. Então, como podemos começar a imaginar isso? Folhas de borracha são analogias úteis, mas apenas até um certo ponto.

Para entender como a matéria se comporta contra esse pano de fundo super elástico, precisamos procurar em outro lugar. Felizmente, a física tem um segundo livro de regras sobre "Como o Universo Funciona" chamado mecânica quântica, que descreve como as partículas e suas forças interagem.

Os dois livros de regras de GR e QM nem sempre concordam, no entanto. Pequenas coisas interpretadas através das lentes da relatividade geral não fazem muito sentido. E coisas grandes como buracos negros produzem rabiscos quando as regras da mecânica quântica são aplicadas.

Isso significa que estamos perdendo algo importante - algo que nos permitiria interpretar o recurso de flexão de espaço da relatividade geral em termos de massas finitas e partículas mediadoras de força.

Um contendor é algo chamado correspondência de teoria de campo anti-de Sitter/conformal, ou simplesmente correspondência Ads/CFT. Este é um tipo de ideia na qual a 'teoria das cordas encontra o espaço de quatro dimensões', com o objetivo de trazer o melhor da mecânica quântica e da relatividade geral juntos.

Com base em sua estrutura, a complexidade quântica de um buraco negro - o número de etapas necessárias para retorná-lo a um estado de pré-buraco negro - é refletida em seu volume. O mesmo pensamento é o que está por trás de outra ideia que quebra o cérebro chamada princípio holográfico.

Os detalhes exatos não são para os mais sensíveis, mas estão disponíveis gratuitamente em arXiv.org se você quiser obter sua correção matemática para o dia.

Pode parecer um pouco como baixar filmes na sua área de trabalho apenas para descobrir que agora é "maior" por dentro. Por mais ridículo que pareça, no ambiente extremo de um buraco negro, mais poder computacional poderia de fato significar mais volume interno. Pelo menos é o que sugere a modelagem Ads/CFT de Susskind.

A própria teoria das cordas é uma daquelas boas idéias implorando por uma vitória empírica, então ainda estamos muito longe de casar com a mecânica quântica e a relatividade geral.

A sugestão de Susskind de que a complexidade quântica é, em última análise, responsável pelo volume de um buraco negro, faz com que os físicos reflitam sobre as repercussões. Afinal, buracos negros não são como o espaço comum, então não podemos esperar que regras comuns sejam aplicadas. 

Mas se alguém vale a pena ouvir sobre o assunto, provavelmente é esse cara.

Esta pesquisa está disponível em arXiv.org.

Via: Science Alert
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