Um mês depois de Stephen Hawking e seus colegas publicarem um artigo sobre buracos negros, os físicos ainda estão lutando para chegar a um consenso. Alguns aclamam seu último trabalho como uma nova maneira de resolver o quebra-cabeça do buraco negro; outros não têm certeza de sua autoridade. O primeiro apóia a alegação do preprint de que ele fornece uma maneira promissora de resolver o mistério do chamado paradoxo da informação do buraco negro que Hawking deduziu há mais de 40 anos.
“Acho que há um entusiasmo geral de que podemos olhar para as coisas familiares de uma maneira diferente, vamos quebrar o impasse”, diz Andrew Strominger, físico da Universidade Harvard em Cambridge, coautor de um dos trabalhos mais recentes. Strominger apresentou os resultados de seu trabalho em 18 de janeiro de 2016 na Universidade de Cambridge, onde Hawking está baseado.
Muitos não estão convencidos de que essa abordagem pode resolver o paradoxo, embora admitam que ilumine vários problemas da física. Em meados dos anos 70, Hawking descobriu que os buracos negros não são totalmente negros, mas emitem um pouco de radiação. De acordo com a física quântica, das flutuações quânticas logo além do horizonte de eventos - o ponto sem retorno de um buraco negro - pares de partículas devem surgir. Algumas dessas partículas deixam a gravidade do buraco negro, mas carregam parte de sua massa, fazendo com que o buraco negro se contraia lentamente e, por fim, desapareça.
Em um artigo publicado em 1976, Hawking indicou que as partículas que escapam - agora conhecidas como radiação de Hawking - teriam propriedades completamente aleatórias. Como resultado, quando o buraco negro desaparecer, as informações armazenadas nele serão perdidas para o Universo. Mas esse resultado não se coaduna com as leis da física, segundo as quais a informação, como a energia, é conservada, o que dá origem a um paradoxo. "Este trabalho causou mais noites sem dormir para os físicos teóricos do que qualquer outro trabalho na história", lembrou Strominger.
Foi um erro, explicou ele, ignorar o potencial do espaço vazio para transportar informações. Em seu trabalho, junto com Hawking e o terceiro co-autor Malcolm Perry, também da Universidade de Cambridge, ele se volta para as partículas moles. Essas são versões de fótons de baixa energia, partículas hipotéticas conhecidas como grávitons e outras partículas. Até recentemente, eles eram usados principalmente para cálculos em física de partículas. Mas os autores observam que o vácuo no qual o buraco negro está localizado não precisa ser desprovido de partículas - apenas energia - e, portanto, partículas moles podem estar presentes nele em um estado de energia zero.
Tudo que cai em um buraco negro, eles continuam, deixa uma impressão - uma impressão - nessas partículas. “Se você está no vácuo e inspira - suponha que você esteja inspirando muitos grávitons macios”, diz Strominger. Após essa perturbação, o vácuo em torno do buraco negro muda e a informação é salva no final.
O artigo prossegue propondo um mecanismo para transferir essas informações para o buraco negro - que teoricamente resolve o paradoxo. Para fazer isso, os autores calcularam como decodificar os dados em uma descrição quântica do horizonte de eventos, conhecida como "cabelo de um buraco negro".
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Transição complicada
No entanto, o trabalho está longe de ser concluído. Abhay Ashtekara, que estuda gravidade na Universidade da Pensilvânia em University Park, diz que acha o método dos autores de transmitir informações para um buraco negro ("cabelo macio") não convincente. E os autores admitem que ainda não sabem como essa informação poderia ser posteriormente transmitida com a radiação Hawking, e este é um próximo passo necessário.
Stephen Avery, um físico teórico da Brown University em Providence, Rhode Island, é cético quanto à possibilidade de essa abordagem resolver o paradoxo, mas ele definitivamente acredita que ela expandirá o significado das partículas moles. Ele observa que Strominger descobriu que as partículas suaves revelam simetrias sutis de forças conhecidas da natureza, "algumas das quais são conhecidas por nós e outras novas".
Outros físicos estão mais otimistas sobre as perspectivas desse método para resolver o paradoxo da informação. Sabine Hossenfelder, do Instituto de Estudos Avançados da Alemanha, diz que os resultados do "cabelo macio", juntamente com sua própria pesquisa, podem resolver as controvérsias em torno de buracos negros, como o problema do firewall. Você vê, há a questão de se o horizonte de eventos pode ficar extremamente quente devido à radiação Hawking. Isso contradiz a relatividade geral de Einstein, segundo a qual um observador caindo no horizonte não notaria mudanças repentinas no ambiente.
“Se o vácuo tiver diferentes estados”, diz Hossenfelder, “então você pode transmitir informações em radiação sem colocar nenhuma energia no horizonte. Portanto, não haverá firewall."