Independentemente da quantidade de evidências da existência de buracos negros, eles permanecem dentro dos limites da física teórica. Por causa de suas propriedades - estrutura, falta de luz emitida, localização e como funcionam - os buracos negros permanecem nas sombras. Mas nem todos os cientistas, incluindo Stephen Hawking, acreditam que os buracos negros tradicionais devem necessariamente permanecer dentro da estrutura da física moderna (no entanto, eles podem ter soluções matemáticas ideais) - alguns vão além e afirmam que devemos substituí-los por um dos muitas alternativas.
Algumas alternativas incluem gravastares, buracos de minhoca híbridos e estrelas de quark. No ano passado, dois astrofísicos - Carlo Rovelli (Universidade de Toulon, França) e Francesca Vidotto (Universidade de Redbound na Holanda) - apresentaram outro: um objeto teórico denominado estrela de Planck (estrela de Planck). Ele não substitui o modelo de buraco negro padronizado como tal, mas o reinventa.
Um buraco negro geralmente tem dois componentes principais: o horizonte de eventos e a própria singularidade. O horizonte de eventos é bastante simples: é um ponto, cruzando o qual nada pode sair do buraco negro. A Singularidade (o coração de um buraco negro), por outro lado, é muito mais difícil de entender.
A curvatura do espaço-tempo neste ponto infinitamente denso torna-se infinita. Como resultado, não podemos compreender logicamente o que está acontecendo dentro da singularidade. Pior ainda: o que chegamos viola várias regras ou leis universais ao mesmo tempo.
O maior problema tem a ver com a maneira como o buraco negro processa as informações - informações que descrevem as propriedades quânticas de tudo o que o buraco negro engoliu. Os físicos dizem que a informação não pode - não deve - ser destruída, mas parece que é o que acontece quando é sugada pela inevitável singularidade. Esse mistério, chamado de paradoxo da informação do buraco negro, é extremamente importante, mas voltaremos a ele mais tarde.
O que é uma estrela de Planck?
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A estrela de Planck se baseia no que é conhecido como a hipótese do "grande salto"; de acordo com essa teoria, o universo se adaptou a um ciclo infinito de morte e renascimento. Em outras palavras, o Big Bang não foi necessariamente o começo de tudo - apenas esta versão do universo. Antes do nosso existia outro universo: depois de uma expansão excessiva, ele se contraiu, entrou em colapso e recomeçou (algo como a reencarnação, só que em escala cósmica).
Acredita-se que esse rebote seja precedido de contração, o oposto do Big Bang, quando a expansão do universo para em um determinado ponto - em particular, quando a densidade média do espaço-tempo torna-se crítica. Após o início do colapso, toda a matéria existente deve entrar em colapso em um estado superdenso (talvez algo semelhante à singularidade de um buraco negro).
A recuperação começará assim que o assunto for compactado na escala de Planck; pelo menos é o que diz a teoria. Os cientistas acreditam que, se reconsiderarmos as consequências de uma possível grande compressão, podemos, em teoria, reconsiderar o comportamento dos buracos negros.
E se, em vez de um núcleo de supernova colapsar para um ponto infinitamente denso (singularidade) - de acordo com nossa suposição de que é assim que os buracos negros de massa estelar são formados - esse colapso for suspenso por "pressão quântica", que parece "impedir que um elétron caia sobre o núcleo átomo ".
Essa ideia em si não é tão absurda. Afinal, a pressão especial - degeneração de nêutrons - pode impedir o colapso de uma estrela em um certo limite de massa (deixando estrelas de nêutrons ou pulsares para trás), enquanto a degeneração de elétrons realiza a mesma tarefa para estrelas pesando tanto quanto nosso Sol.
Além disso, o efeito quântico que evita que a matéria entre em colapso para densidade infinita, os cientistas acreditam, em grande escala significaria que a recuperação “não ocorre quando o universo atinge o tamanho de Planck, como esperado anteriormente; ocorre quando a densidade de energia da matéria atinge a densidade de Planck. O universo "salta" quando a densidade de energia da matéria atinge a escala de Planck, o menor tamanho possível na física."
“Em outras palavras, a gravidade quântica pode se tornar relevante quando o volume do Universo é 75 ordens de magnitude maior que o de Planck”, escrevem os autores do artigo publicado no bloco arXiv.
Em busca da estrela de Planck
Claro, se um desses "objetos" existir, será inimaginavelmente pequeno (mesmo em comparação com um átomo), com um diâmetro de 10 ^ -10 centímetros. E ainda será 30 ordens de magnitude maior que o comprimento de Planck (que é 1,61619926 x 10 ^ -35 metros).
Quanto à aparência da estrela de Planck para o observador, e isso é realmente interessante, o fator de dilatação do tempo será especialmente evidente. O tempo, à medida que se move, não é igual para cada um. Ele flui de maneira diferente na superfície da Terra e na órbita baixa da Terra, embora o efeito seja insignificante. A velocidade em que o tempo passa deve variar dramaticamente em torno de estrelas e planetas massivos e em torno de buracos negros.
Antes que a luz cruze o horizonte de eventos, ela começa a sentir a dilatação do tempo. Não podemos ter certeza sobre isso - nem mesmo sabemos o que está acontecendo dentro dos buracos negros - mas algumas das melhores mentes do mundo sugerem que o tempo quase pára por aí. Mas você não pode ver de fora.
Se isso é difícil de entender, e se você já viu o filme Interestelar, lembre-se do episódio com o mundo da água. (Alerta de spoiler). Devido à sua proximidade com Gargantua - um buraco negro, um buraco de minhoca pelo qual a equipe passou - uma hora para as pessoas na superfície do planeta era igual a dezenas de anos em outros lugares. Por causa disso, e apesar do fato de o primeiro ser humano ter pousado neste planeta dez anos antes, é perfeitamente possível que a astronauta feminina tenha ficado lá apenas algumas horas até a chegada do segundo grupo. Seu farol estava ativo, mas nenhuma transmissão foi recebida.
Mesmo assim: qualquer estrela de Planck pode viver apenas um momento antes do "rebote": um "período de tempo aproximado que a luz precisa para superá-lo". Mas, para um observador externo, ele viverá por milhões ou mesmo bilhões de anos … continuando a existir ao lado do próprio buraco negro.
Menos problema
Nesse ponto, você começa a entender exatamente o que os físicos veem neste modelo puramente teórico. Em última análise, ele volta ao paradoxo do buraco negro e da informação. Segundo os cientistas, se substituirmos a singularidade por uma estrela de Planck, esse paradoxo deixa de ser um problema.
Eles argumentam que depois de um tempo X, os buracos negros, que perdem massa lentamente ao longo de sua vida devido à emissão gradual da radiação de Hawking, acabarão por colidir com a expansão das estrelas de Planck em seus núcleos: em algum ponto, todas as informações que ele armazena serão liberadas …
O quê mais? Os cientistas dizem que as estrelas de Planck podem "produzir um sinal detectável, de origem gravitacional quântica, com um comprimento de onda da ordem de 10-14 cm". Em outras palavras, pode haver uma maneira de encontrar um, ou pelo menos restringir o intervalo de pesquisa observando certas assinaturas de raios gama. Talvez já tenhamos encontrado essa assinatura, apenas não sabemos sobre ela.
Ilya Khel
