Sempre que ultrapassamos os limites do conhecimento, existem riscos e a perspectiva de recompensas. Os riscos são muitos: não encontrar nada novo, conduzir um experimento que falhou ou não funcionar, causar destruição se as coisas derem errado. Mas as recompensas podem ser enormes: novos conhecimentos, novas tecnologias e descobertas para todas as ciências humanas.
Um lugar que resume tudo isso é o Grande Colisor de Hádrons (LHC) no CERN, onde começamos a colidir prótons com as energias mais altas já alcançadas em um acelerador de partículas. Há alguns anos, quebramos o antigo recorde - 2 TeV (teraeletronvolt, ou 1012 eV), estabelecido pelo Laboratório Fermi - acelerando as partículas a 3,5 TeV e colidindo-as, chegando a 7 TeV de energia total. Essa descoberta não apenas nos permitiu não apenas criar um grande número de partículas fundamentais indescritíveis (quark top, bósons W e Z), mas também descobrir uma partícula fundamental completamente nova, a última das partículas não descobertas do Modelo Padrão: o bóson de Higgs.
O LHC atualizado nos permite ganhar cerca de 13-14 TeV de energia total. Se tivermos sorte, um número impressionante de colisões nessas energias, combinado com detectores incríveis, nos permitirá criar e descobrir partículas nunca antes vistas neste laboratório. E, claro, isso abre todo o escopo para declarações incríveis (e completamente estranhas), como:
"Cientistas do Grande Colisor de Hádrons esperam entrar em contato com um UNIVERSO PARALELO em breve."
"O Grande Colisor de Hádrons desafia a teoria do Big Bang."
"Os jogos com o Universo podem nos destruir: os buracos negros criados no LHC vão nos engolir."
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E se as duas primeiras são informações científicas completamente sem sentido, veiculadas incorretamente, a terceira afirmação semeia medo na população, levantando sua cabeça cada vez que o LHC começa a funcionar.
De onde estão crescendo as pernas desse absurdo? Vamos descobrir.
Existem várias teorias que prevêem a existência de dimensões extras. Não apenas três espaciais e uma temporal, que, como sabemos, são inerentes ao nosso espaço-tempo quadridimensional, mas também pelo menos mais uma dimensão espacial do nosso Universo. E embora não possamos acessar essas dimensões com as energias disponíveis para nós, acredita-se que em escalas que são menores do que aquelas com as quais lidamos - e correspondem a energias mais elevadas - essas dimensões adicionais existem.
E se essas dimensões extras existem, também existe a possibilidade teórica de que buracos negros minúsculos, em miniatura e microscópicos possam ser criados!
Se tivéssemos feito isso, teríamos realizado um incrível feito tecnológico e científico que mudaria para sempre a maneira como pensamos sobre o universo. Mas quando você diz "buraco negro", as pessoas instantaneamente (e não em vão) imaginam uma imagem catastrófica de algo sugando matéria de qualquer tipo, devorando prótons, nêutrons, elétrons de nosso mundo e destruindo tudo e todos.
Mas isso é impossível por três motivos. Vamos descobrir.
1. Se esses buracos negros em miniatura existem, eles atingem a Terra por bilhões de anos, e a Terra ainda está girando
Claro, nunca criamos partículas com essa energia em um ambiente de laboratório antes. Mas nos níveis de energia mais altos - energias mais de cem milhões de vezes (100 milhões) maiores do que aquelas com as quais trabalhamos no LHC - as partículas colidem constantemente com a Terra: esses são os raios cósmicos que nos bombardeiam de todas as direções cósmicas.
Esses buracos negros, se existissem, bombardeariam a Terra (e todos os planetas) ao longo da história de nosso sistema solar, assim como o sol, e não há nada que indique que algum corpo no sistema solar tenha ficado preto buraco ou foi comido por ele.
E aqui você pode argumentar, dizem eles, esses objetos estão se movendo muito rápido e, portanto, simplesmente voam pela Terra, comendo muito pouca matéria para permanecer dentro, e voam para o espaço intergaláctico. Nesse caso, o segundo motivo deve acalmá-lo.
2. Se você realmente criar um buraco negro em miniatura, ele se decomporá devido à radiação Hawking e muito, muito rapidamente
Se houver dimensões adicionais, pode-se presumir que elas podem ser de um certo tipo, permitindo (novamente, raramente, mas apropriadamente) a formação de buracos negros microscópicos. Esse buraco negro terá, na melhor das hipóteses, uma massa equivalente à energia de uma colisão próton-próton, de até 13-14 TeV. De acordo com a fórmula E = mc2, isso corresponde a uma massa de 5 x 10-20 gramas e, muito provavelmente, ainda menos.
Mas mesmo que você tenha dimensões extras da escala certa, e também do tipo certo, e crie este buraco negro, o problema permanece: ele será instável. Graças às leis da mecânica quântica, este buraco negro irá decair no processo de radiação Hawking. Para um buraco negro com massa de 5 x 10-20 gramas, o tempo de decaimento em três dimensões será de cerca de 10-83 segundos, é difícil até chamar de existência. Para que a física faça sentido, leva pelo menos 10-43 segundos ou mais. Traduzido na massa de um buraco negro, ele deve pesar pelo menos 0,00002 grama para ter uma chance de existência.
Em quatro dimensões, no entanto, especialmente se um "adicional" for grande, o tempo de decaimento será de 10-23 segundos. Mas, para impedir a decadência esperada desse buraco negro em miniatura, você precisa jogar fora as conhecidas leis da física. E essas leis são tão bem estabelecidas que não há a menor chance de refutá-las - é como acordar de manhã e ver o sol nascer no oeste.
Mas digamos que existam novas leis da física que ainda não conhecemos e que esses buracos negros de repente se tornem estáveis. Você faz um buraco negro - minúsculo - no centro da terra e ele não se desintegra. Vai engolir a Terra? E se sim, com que rapidez? Isso nos leva à terceira e última condição, e não se esqueça: já rejeitamos duas vezes as leis conhecidas da física para tornar possível esse absurdo.
3. Você pode calcular a rapidez com que um buraco negro está absorvendo matéria e nem chegará perto do tempo de vida de nosso planeta
Estamos acostumados a pensar que os buracos negros "sugam" a matéria, mas, na verdade, eles só podem interagir com ela gravitacionalmente. Com uma massa de 5 x 10-20 gramas, essa força gravitacional será extremamente pequena: tudo que ela pode fazer é passar pelo centro da Terra repetidamente, esperando uma colisão com uma partícula elementar. Como a seção transversal de nosso buraco negro é muito pequena e a seção transversal de um próton (ou nêutron) é muito grande, pode-se supor - para salvar o argumento - que toda vez que o buraco negro colide, ele irá absorver um próton ou nêutron.
Presumindo que ele absorva cada próton, nêutron ou elétron com o qual entra em contato - e levando em conta sua gravidade para descobrir o que atrai -, ele absorverá na ordem de 66.000 prótons e nêutrons por segundo. Claro, 66.000 prótons e nêutrons são coisas pequenas em termos de massa: 1,1 x 10-25 gramas. Essa taxa de crescimento será constante até que o buraco negro seja bem grande; apenas com uma massa de um bilhão de toneladas métricas um buraco negro crescerá mais rápido à medida que sua seção transversal aumenta. Capturando 66.000 núcleons por segundo, quanto tempo você acha que levará para um buraco negro ganhar um quilograma? Três trilhões de anos. Durante este tempo, o Sol se apagará - até mesmo o Universo não existe muito.
Portanto, mesmo se você fizer um buraco negro, e mesmo se as leis da física estiverem erradas, e o buraco negro viver para sempre, ele será inofensivo. Não importa quantas leis da física descartemos, revisemos ou alteremos, a Terra ainda estará bem.
Portanto, não tenha medo. Tentamos explorar o mundo de uma forma totalmente segura. Qualquer preocupação pode ser dissipada - basta recorrer aos cientistas e perguntar. Eles também não são loucos.
ILYA KHEL
