Físicos do Steklov Mathematical Institute da Russian Academy of Sciences desenvolveram uma descrição teórica do comportamento da matéria dentro dos buracos negros e encontraram uma forma possível de reconciliar a física quântica e a teoria da gravidade, de acordo com um artigo publicado no Journal of High Energy Physics.
“Usamos uma abordagem holográfica. Consiste no fato de que um sistema quântico bidimensional que “vive” na fronteira de um espaço 3D curvo especial, denominado espaço anti-de Sitter, pode ser descrito dentro dele pela física gravitacional clássica. Assim, o espaço tridimensional, junto com tudo o que acontece em seu interior, desempenha o papel de um holograma ilustrando o que está acontecendo diretamente em nosso sistema físico , disse Mikhail Khramtsov, do Mathematical Institute, citado pelo serviço de imprensa da Russian Science Foundation.
Os buracos negros regulares e supermassivos têm uma gravidade tão forte que não pode ser superada sem exceder a velocidade da luz. Nenhum objeto ou radiação pode escapar além do impacto do buraco negro, que é chamado de "horizonte de eventos".
O que acontece além do horizonte de eventos permanece um mistério e uma questão controversa entre os físicos. A maioria dos cientistas acredita que, em princípio, é impossível olhar para dentro de um buraco negro e estudar sua estrutura, pois isso levará a consequências extremamente desagradáveis - neste caso, será impossível conciliar a teoria da relatividade de Einstein com a mecânica quântica.
No entanto, os buracos negros existem e seu comportamento deve ser descrito de alguma forma. Há relativamente pouco tempo, os cientistas começaram a acreditar que os buracos negros não são na verdade objetos tridimensionais, mas bidimensionais - uma espécie de "hologramas" espaciais, onde o espaço se encolhe mais perto das bordas e onde um objeto lançado em linha reta retorna ao ponto de vôo.
Esta teoria e as equações que a descrevem foram apresentadas no final dos anos 1990 por dois cosmologistas famosos - Juan Maldasena da Universidade de Princeton e Gerard 't Hooft da Universidade de Utrecht. De acordo com alguns cientistas, princípios semelhantes podem descrever todo o Universo como um todo - em outras palavras, é bem possível que vivamos dentro de um holograma bidimensional plano.
Com base nesses princípios, Khramtsov e seus colegas tentaram explicar por que a própria existência de buracos negros não viola as leis da termodinâmica, bem como descrever os processos quânticos responsáveis pelo transporte de calor dentro deles, com base na teoria da relatividade e outras leis clássicas da física.
Cálculos mostraram que em um buraco negro um certo análogo do equilíbrio termodinâmico pode de fato ser observado, como no Universo "normal". Os cientistas enfatizam que isso pode ser verificado experimentalmente pela colisão de partículas resfriadas a temperaturas próximas do zero absoluto.
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Se essas partículas caírem em armadilhas magnéticas, quando irradiadas com um laser, elas se comportarão da mesma maneira que a matéria em buracos negros planos. Em particular, as informações sobre o surgimento de novas ligações quânticas entre as partículas se propagarão dentro da armadilha a uma certa velocidade, e desvios dela significarão que os cálculos dos físicos russos não estão totalmente corretos.
Como observa Khramtsov, o plasma quark-gluon que surge dentro do LHC ou do colisor RHIC em Brookhaven (EUA) pode ser aquecido de forma semelhante, o que permite usar os mesmos princípios para descrever seu comportamento e estudos posteriores. Segundo ele, em um futuro próximo, os físicos russos tentarão encontrar uma resposta para outra questão importante relacionada aos buracos negros: é a informação perdida quando a matéria passa pelo horizonte de eventos.
