Stephen Hawking: Buracos Negros possuem 'Cabelos' de partículas fantasmagóricas

Os buracos negros podem ostentar uma cabeça de luxo com "cabelo" composta de partículas fantasmagóricas, nulas de energia, diz uma nova hipótese proposta por Stephen Hawking e outros físicos.

O novo estudo, que foi publicado online em 05 de janeiro no Jornal Preprint, propõe que pelo menos algumas das informações devorada por um buraco negro é armazenado nesses cabelos elétricos.

Ainda assim, a nova proposta não prova que toda a informação que entra em um buraco negro é preservada.

"A pergunta dos milhões de dólares é; se todas as informações são armazenadas dessa maneira, e nós não fizeram declarações sobre isso", disse o autor do estudo Andrew Strominger, um físico da Universidade de Harvard, em Massachusetts. "Parece improvável que o tipo de cabelo que descrevemos é rico o suficiente para armazenar todas as informações."

Buracos negros

Segundo a teoria da relatividade geral de Einstein, os buracos negros são objetos celestes extremamente densas que deformar o espaço-tempo tão fortemente que nenhuma luz ou matéria pode escapar de suas garras. Alguns buracos negros primordiais formado logo após o Big Bang pode ser do tamanho de um único átomo ainda tão maciça como uma montanha, de acordo com a NASA. Outros formam como as estrelas gigantes em colapso sobre si mesmas, enquanto que buracos negros supermassivos se situar nos corações de quase todas as galáxias.

Na década de 1960, o físico John Wheeler e seus colegas propuseram que os buracos negros "não têm cabelo", uma metáfora que significa que os buracos negros foram despojados de todas as particularidades complicados. Na formulação de Wheeler, todos os buracos negros eram idênticos, exceto para seu spin, momento angular e massa.

Então, na década de 1970, Stephen Hawking propôs a noção agora chamada radiação Hawking. Nesta formulação, todos os buracos negros possuem "vazamento" de massa sob a forma de partículas quânticas fantasmagóricas que escapam ao longo do tempo. Eventualmente, a radiação Hawking faz com que os buracos negros se evapore por completo, deixando um vácuo único, exclusivo. Os vácuos deixados por estes buracos negros, de acordo com a teoria original, seriam idênticas, e, portanto, incapaz de armazenar informações sobre os objetos a partir do qual eles foram formados, disse Strominger.

Uma vez que a radiação de Hawking vaza de um buraco negro e é completamente aleatória, isso significaria que os buracos negros perder informações ao longo do tempo, e não haveria nenhuma maneira de saber muito sobre os objetos celestes que formaram os buracos negros. No entanto, essa noção cria um paradoxo, porque em menor escala, as leis da física são completamente reversíveis, ou seja, informações que existiu no passado deve ser teoricamente recuperável. Nos últimos anos, Hawking tem andado para trás a noção de perda de informações e admitiu que os buracos negros podem armazenar informações depois de tudo.

Buracos Negros "Flocos de neve"

Nos últimos anos, tem sido Strominger que vem desmostrando que algumas destes noções. Primeiro, ele fez a pergunta: o que acontece se você adicionar um fóton, ou uma partícula de luz, sem energia, ao vácuo deixado para trás depois de evaporar de um buraco negro?

Embora a maioria das pessoas nunca ouviu falar de fótons suaves, as partículas são onipresentes, disse Strominger. (Outras partículas, chamadas grávitons suaves, são hipotéticas partículas quânticas que transmitem gravidade. Embora eles nunca foram detectadas, a maioria dos físicos acreditam que existem estas partículas e também são incrivelmente abundante, disse Strominger).

"Cada colisão no Grande Colisor de Hádrons (LHC), produz um número infinito de fótons suaves e macios grávitons", disse Strominger. "Nós estamos nadando neles o tempo todo."

Depois de trabalhar com as equações, ele - juntamente com Hawking e Malcolm Perry, que são os dois físicos da Universidade de Cambridge, na Inglaterra - descobriram que o vácuo nos buraco negro teria a mesma energia, mas diferentes momentos angular após a adição de um fóton maciço. Isso significava que o estado de vácuo de um buraco negro evaporado é um tipo de floco de neve celestial, com suas propriedades individuais dependendo da sua origem e história.

"Longe de ser um objeto de baunilha simples, é como um grande disco rígido que pode armazenar essencialmente uma quantidade infinita de informações sob a forma desses fótons de energia zero e grávitons," disse Strominger para o LiveScience.

O novo trabalho é uma extensão de um curto papel que Hawking colocou para fora em 2014, que argumentou que o horizonte de eventos, ou o ponto de não retorno antes de um objeto ser engolido por um buraco negro para sempre, não pode ser um limite fixo. O novo estudo postula que os cabelos de fótons suaves e grávitons franja o horizonte de eventos "buracos negros.

Paradoxo de informação

O problema é que essa informação é "incrivelmente alta", de modo a recuperá-lo a partir de um buraco negro é semelhante a determinar o que alguém jogou em uma fogueira depois de ter queimado, disse Strominger. Essencialmente, o novo trabalho tráz algo sobre o que é o buraco negro de equivalente, usando fumaça e fogo para descobrir a identidade do objeto original que foi queimado, acrescentou.

"Não é uma resposta definitiva ao problema de informação, mas parece ser um passo na direção certa", disse Aidan Chatwin-Davies, um físico do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), que não esteve envolvido no estudo.

Enquanto algumas das informações em um buraco negro pode ser contido em seu halo peludo de fótons, grávitons, e, não toda ela necessariamente reside lá, disse ele.

"Se qualquer coisa, ele apresenta algumas novas idéias para nós a pensar sobre o que poderia ser muito útil para compreender os buracos negros e como eles codificam a informação," disse Chatwin-Davies.

[ LiveScience ]