Em sistemas caóticos, mesmo um pequeno salto pode provocar um efeito cascata que afeta o resultado final. É semelhante ao efeito borboleta, em que até mesmo um pequeno bater de asas pode levar a um furacão do outro lado do mundo.
Os físicos teóricos Douglas Stanford e Stephen Schenker mostraram que, no nível quântico, os buracos negros exibem um comportamento caótico semelhante ao efeito borboleta. Fazer alterações em um buraco negro - mesmo tão pequeno quanto jogar uma única partícula nele - pode mudar seu comportamento.
A chave para entender esse caos é que os buracos negros não são totalmente negros. Os gigantes espaciais emitem uma névoa tênue de partículas - os restos de pares de partículas virtuais constantemente aparecendo por todo o espaço. Quando isso acontece no horizonte de um buraco negro, algumas das partículas podem escapar, produzindo o que hoje é conhecido como radiação Hawking. Estudá-lo esclarece a natureza caótica dos buracos negros. Stanford e Schenker escreveram sobre isso em um artigo publicado no Journal of High Energy Physics em 2014.
Imagine jogar um elétron em um buraco negro - uma pequena mudança para um gigante monstruoso. No entanto, essa pequena coisa altera a radiação Hawking, assim como uma borboleta bate suas asas e muda a direção de um barco distante.
Descrição esquemática da radiação Hawking.
A adição de uma partícula aumenta a massa do buraco negro e expande seu horizonte de eventos - a fronteira além da qual nada pode sair. A radiação Hawking que de outra forma teria sido emitida permanece presa dentro do buraco negro em expansão. O que parecia ser uma pequena mudança tem consequências de longo alcance - puro caos.
Stanford expandiu essa ideia. Ele, Schenker e Juan Maldacena, do Institute for Advanced Study, publicaram um artigo em 2016 no Journal of High Energy Physics, no qual teoricamente mostravam que as consequências de até mesmo uma pequena mudança em um buraco negro aumentam o mais rápido fisicamente possível. Esse aumento nas consequências torna os buracos negros o sistema mais caótico.
Ao estudar a conexão entre pequenas partículas e buracos negros gigantes, os cientistas esperam desvendar o conflito intrincado entre as teorias mais importantes da física. O objetivo é formular uma teoria da gravidade quântica combinando a mecânica quântica e a relatividade geral. Sua inconsistência indica que algo está errado no cerne de cada teoria. As novas ideias de Stanford sobre buracos negros ajudarão os cientistas a encontrar uma solução.
Vídeo promocional:
“Ele pode ser uma daquelas pessoas raras que realmente mudam a direção da ciência”, diz Schenker. "Mal posso esperar para descobrir se estou certo ou não."
Vladimir Guillen
