Simulações numéricas apontaram os físicos para a região dos buracos negros onde a previsibilidade das leis da física deve ser violada. Em tal região, os estados subsequentes do sistema podem não ser uma consequência dos atuais, o que é impossível na mecânica newtoniana e na eletrodinâmica clássica. Um artigo com os resultados foi publicado na revista Physical Review Letters.
Normalmente as teorias físicas falam sobre o determinismo do mundo, a previsibilidade do futuro: se as condições iniciais são conhecidas, então, conhecendo as leis físicas, pode-se calcular o estado em qualquer momento no futuro. Essa teoria, por exemplo, é a mecânica newtoniana. O mesmo é verdade para a eletrodinâmica clássica: sabendo exatamente a distribuição dos campos elétricos e magnéticos no espaço, você pode determinar seu estado em qualquer outro momento usando as equações de Maxwell. Mesmo na mecânica quântica, a equação de Schrödinger não permite aleatoriedade: se sabemos exatamente a função de onda no momento inicial, então ela fala sem ambigüidades de sua evolução no tempo em qualquer intervalo de tempo.
No novo trabalho, um grupo de teóricos liderados por Vitor Cardoso, da Universidade de Lisboa, examina o colapso de uma estrela carregada em um buraco negro e modela esse fenômeno no quadro da relatividade geral. Como resultado, descobriu-se que nesse processo pode surgir uma região, cuja física não pode ser prevista pelo conhecimento do estado inicial da estrela.
De acordo com um dos teoremas dentro da estrutura da relatividade geral, existe uma região máxima do espaço-tempo que é determinada exclusivamente por essas condições iniciais. Se esta área não for todo o espaço existente, então, por definição, verifica-se que existem áreas cujo estado não é determinado pelas condições iniciais tomadas. O cientista inglês Roger Penrose formulou uma hipótese que foi chamada de princípio da censura cósmica forte. Ele argumenta que isso não pode acontecer, ou seja, a área definível inequívoca não faz parte de algum espaço maior.
A formação de um buraco negro carregado, descrita pela métrica Reissner-Nordstrom, viola esse princípio à primeira vista, uma vez que, neste caso, o horizonte de Cauchy é formado dentro do buraco negro, para o qual o espaço-tempo permanece suave, e além dele pode ser estendido em um número infinito de maneiras. Mas, por outro lado, essa superfície é instável e qualquer perturbação a destrói, leva à formação de uma singularidade e justiça do princípio da censura cósmica.
O novo trabalho investiga o colapso de uma estrela em um buraco negro com uma carga quase limite, levando em consideração a constante cosmológica (termo Λ nas equações de Einstein). O termo Λ é muito pequeno e geralmente é levado em consideração apenas em estudos cosmológicos, mas foi demonstrado que um valor positivo de Λ leva a um horizonte de Cauchy mais estável. Como resultado, mesmo levando em consideração as perturbações, a discrepância entre os parâmetros espaço-temporais no horizonte de Cauchy não é grande, o que permite resolver as equações de Einstein mesmo no próprio horizonte. Isso viola o princípio da forte censura cósmica.
A descontinuidade da curvatura no horizonte de Cauchy obtida na situação de uma carga limite e um termo Λ positivo é semelhante a uma onda de choque em um líquido. Acontece que um corpo suficientemente forte poderia penetrá-lo. Pode-se imaginar um observador pulando em um buraco negro e cruzando o horizonte de Cauchy. Nesse caso, seu futuro é incerto.
A comprovação da validade da análise realizada ainda é necessária, uma vez que os autores consideraram apenas a teoria das perturbações lineares. Também é importante notar que buracos negros astrofísicos com cargas limitantes não podem se formar, uma vez que não existem tais estrelas altamente carregadas. No entanto, o horizonte de Cauchy também ocorre no caso de buracos negros em rotação, embora tenham menos simetrias. Além disso, o trabalho não levou em consideração os efeitos quânticos hipotéticos, que podem ser fortes em tais áreas.
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