Físicos dizem que alienígenas podem estar usando buracos negros como computadores quânticos

Se a vida é comum em nosso universo, e temos todos os motivos para suspeitar disso, por que não vemos evidências disso em todos os lugares? Esta é a essência do Paradoxo de Fermi, uma questão que atormenta astrônomos e cosmólogos quase desde o nascimento da astronomia moderna.

É também o raciocínio por trás da conjectura de Hart-Tipler

, uma das muitas (muitas!) resoluções propostas , que afirma que se vida avançada tivesse surgido em nossa galáxia em algum momento no passado, veríamos sinais de sua atividade em todos os lugares que olhássemos. Possíveis indicações incluem sondas autorreplicantes, megaestruturas e outras atividades semelhantes ao Tipo III.

Por outro lado, várias resoluções propostas desafiam a noção de que a vida avançada operaria em escalas tão massivas. Outros sugerem que civilizações extraterrestres avançadas estariam envolvidas em atividades e locais que as tornariam menos perceptíveis.

Em um estudo recente, uma equipe germano-georgiana de pesquisadores propôs que civilizações extraterrestres avançadas (ETCs) poderiam usar buracos negros como computadores quânticos.

Isso faz sentido do ponto de vista da computação e oferece uma explicação para a aparente falta de atividade que vemos quando olhamos para o cosmos.

A pesquisa foi conduzida por Gia Dvali, uma física teórica do Instituto Max Planck de Física e da cadeira de física da Ludwig-Maximilians-University em Munique, e Zaza Osmanov , professor de física da Universidade Livre de Tbilisi, e pesquisador da o Observatório Astrofísico Nacional da Geórgia Kharadze e o Instituto SETI.

O artigo que descreve suas descobertas apareceu recentemente online e está sendo revisado para publicação no International Journal of Astrobiology.

A primeira pesquisa SETI (Projeto Ozma) foi realizada em 1960 e foi liderada pelo famoso astrofísico Dr. Frank Drake (que propôs a Equação de Drake). Esta pesquisa contou com o radiotelescópio de 26 metros (85 pés) do Green Bank Observatory para ouvir as transmissões de rádio dos sistemas estelares próximos de Tau Ceti e Epsilon Eridani.

A primeira pesquisa SETI (Projeto Ozma) foi realizada em 1960 e foi liderada pelo famoso astrofísico Dr. Frank Drake (que propôs a Equação de Drake). Esta pesquisa contou com o radiotelescópio de 26 metros (85 pés) do Green Bank Observatory para ouvir as transmissões de rádio dos sistemas estelares próximos de Tau Ceti e Epsilon Eridani.

Desde então, a grande maioria dos projetos do SETI tem sido voltada para a busca de assinaturas tecnológicas de rádio, devido à capacidade das ondas de rádio de se propagarem pelo espaço interestelar. Como Dvali e Osmanov explicaram ao Universe Today por e-mail:

"Atualmente, estamos procurando principalmente por mensagens de rádio, e houve várias tentativas de estudar o céu para encontrar os chamados candidatos à esfera de Dyson - megaestruturas construídas em torno de estrelas. Por outro lado, o problema do SETI é tão complexo que um deve testar todos os canais possíveis.

"Todo um 'espectro' de assinaturas tecnológicas pode ser muito mais amplo: por exemplo, a emissão infravermelha ou óptica de megaestruturas também construídas em torno de pulsares, anãs brancas e buracos negros. Uma 'direção' completamente nova deve ser a busca por uma variabilidade espectral anômala dessas assinaturas tecnológicas, que podem distingui-los de objetos astrofísicos normais."

Para muitos pesquisadores, esse foco limitado é uma das principais razões pelas quais o SETI não conseguiu encontrar nenhuma evidência de assinaturas tecnológicas. Nos últimos anos, astrônomos e astrofísicos recomendaram estender a busca procurando outras assinaturas e métodos tecnológicos – como Messaging Extraterrestrial Intelligence (METI).

Isso inclui energia direcionada (lasers), emissões de neutrinos, comunicações quânticas e ondas gravitacionais, muitas das quais são explicadas no NASA Technosignature Report (lançado em 2018) e no workshop TechnoClimes 2020.

Para seu estudo, Dvali e Osmanov sugerem procurar algo completamente diferente: evidências de computação quântica em larga escala . Os benefícios da computação quântica estão bem documentados, incluindo a capacidade de processar informações exponencialmente mais rápido que a computação digital e ser imune à descriptografia.

Dada a taxa em que a computação quântica está avançando hoje, é inteiramente lógico supor que uma civilização avançada poderia adaptar essa tecnologia a uma escala muito maior. Disse Dvali e Osmanov:

"Não importa quão avançada seja uma civilização ou quão diferente seja sua composição de partículas e química da nossa, somos unificados pelas leis da física quântica e da gravidade. Essas leis nos dizem que os armazenadores mais eficientes de informações quânticas são os buracos negros."

"Embora nossos estudos recentes mostrem que teoricamente podem existir dispositivos criados por interações não gravitacionais que também saturam a capacidade de armazenamento de informações (os chamados "saturons"), os buracos negros são os claros campeões. espera-se que os use para armazenamento e processamento de informações".

Essa ideia se baseia no trabalho do vencedor do prêmio Nobel Roger Penrose, que propôs que energia ilimitada poderia ser extraída de um buraco negro tocando na ergosfera. Este espaço fica fora do horizonte de eventos, onde a matéria em queda forma um disco que é acelerado próximo à velocidade da luz e emite enormes quantidades de radiação.

Vários pesquisadores sugeriram que esta pode ser a fonte de energia definitiva para Inteligência extraterrestres (IET) avançadas, seja alimentando matéria em um SMBH (e aproveitando a radiação resultante) ou simplesmente aproveitando a energia que eles já emitem.

Duas possibilidades para este último cenário envolvem aproveitar o momento angular de seus discos de acreção (o " Processo de Penrose ") ou capturar o calor e a energia gerados por seus jatos de hipervelocidade (talvez na forma de uma Esfera de Dyson ).

Em seu artigo posterior, Dvali e Osamov sugerem que os buracos negros podem ser a fonte definitiva de computação. Isso é baseado nas noções de que:

a) o avanço de uma civilização está diretamente correlacionado ao seu nível de desempenho computacional

b) que existem certos marcadores universais de avanço computacional que podem ser usados ​​como tecnoassinaturas potenciais para o SETI.

Usando os princípios da mecânica quântica, Dvali e Osomanov explicaram como os buracos negros seriam os capacitores mais eficientes para informação quântica. Esses buracos negros provavelmente seriam de natureza artificial e microdimensionados, em vez de grandes e de ocorrência natural (pelo bem da eficiência da computação).

Como resultado, eles argumentam, esses buracos negros seriam mais energéticos do que os naturais:

"Ao analisar as propriedades de escala simples do tempo de recuperação de informações, mostramos que a otimização do volume de informações e do tempo de processamento sugere que é extremamente benéfico para as IET investirem energia na criação de muitos buracos negros microscópicos em oposição a alguns grandes."

"Primeiro, os microburacos negros irradiam com intensidade muito maior e no espectro de energia mais alto da radiação de Hawking. Em segundo lugar, esses buracos negros devem ser fabricados por meio de colisões de partículas de alta energia em aceleradores. assinatura de radiação de energia."

A radiação de Hawking, nomeada em homenagem ao falecido e grande Stephen Hawking, é teorizada para ser liberada fora do horizonte de eventos de um buraco negro devido a efeitos quânticos relativísticos. A emissão dessa radiação reduz a massa e a energia rotacional dos buracos negros, resultando teoricamente em sua eventual evaporação.

A radiação Hawking resultante, disseram Dvali e Osomanov, seria de natureza “democrática”, o que significa que produziria muitas espécies diferentes de partículas subatômicas que são detectáveis ​​por instrumentos modernos:

"A grande coisa sobre a radiação de Hawking é que ela é universal em todas as espécies de partículas existentes. Assim, os computadores quânticos das inteligências extraterrestres devem irradiar partículas "comuns", como neutrinos e fótons. Os neutrinos, em particular, são excelentes mensageiros devido à sua extraordinária capacidade de penetração, o que evita a possibilidade de triagem."

"Isso, em particular, oferece novas impressões digitais das IETs na forma de um fluxo de neutrinos de altíssima energia provenientes tanto da radiação Hawking de informações que armazenam micro buracos negros quanto das 'fábricas' de colisão que os fabricam. Espera-se que essa radiação seja uma superposição de espectros de corpo negro de energias muito altas."

"No artigo, mostramos que o observatório IceCube pode potencialmente observar tais assinaturas tecnológicas. No entanto, este é apenas um exemplo potencial de uma nova direção muito empolgante para o SETI."

Em muitos aspectos, esta teoria ecoa a lógica da Escala de Barrow, proposta pelo astrofísico e matemático John D. Barrow em 1998. Uma revisão da Escala de Kardashev, a Escala de Barrow sugere que as civilizações devem ser caracterizadas não por seu domínio físico do espaço sideral (ou seja, planeta, sistema solar, galáxia, etc.), mas do espaço interior – ou seja, os reinos molecular, atômico e quântico.

Esta Escala é central para a Hipótese da Transcedência, uma resolução proposta para o Paradoxo de Fermi que sugere que as IETs teriam "transcendido" além de qualquer coisa que poderíamos reconhecer.

Aqui reside outro aspecto interessante dessa teoria, que é como ela oferece outra resolução possível para o Paradoxo de Fermi. Como eles explicaram:

"Até agora, negligenciamos completamente uma direção natural para o SETI na forma de neutrinos de alta energia e outras partículas produzidas pela radiação Hawking de buracos negros artificiais. Assim, várias buscas experimentais por tais partículas de alta energia podem potencialmente lançar uma luz extremamente importante na presença de avançado dentro da parte observável do Universo."

Resumindo, pode ser que vejamos um "Grande Silêncio" quando olhamos para o cosmos porque procuramos as tecnoassinaturas erradas.

Afinal, se a vida extraterrestre deu um salto na humanidade (o que parece razoável dada a idade do Universo), é lógico que eles teriam superado as comunicações de rádio e a computação digital há muito tempo. Outra vantagem dessa teoria é que ela não precisa se aplicar a todas as IETs para explicar por que não ouvimos falar de nenhuma civilização até hoje.

Dada a taxa exponencial na qual a computação progride (usando a humanidade como modelo), as civilizações avançadas podem ter uma janela curta na qual transmitem em comprimentos de onda de rádio. Esta é uma parte fundamental da Equação de Drake: o parâmetro L, que se refere ao tempo que as civilizações têm para liberar sinais detectáveis ​​no espaço.

Enquanto isso, este estudo oferece outra assinatura tecnológica em potencial para pesquisas do SETI nos próximos anos. O paradoxo persiste, mas precisamos apenas encontrar uma indicação de vida avançada para resolvê-lo.

Este artigo foi traduzido e adaptado de Universe Today. Leia o artigo original.