Stephen Hawking oferece uma nova explicação para o paradoxo do buraco negro

O que aconteceria se você caísse em um buraco negro?

Esta questão não só é divertida (você pode se transformar em espaguete, de acordo com algumas teorias), mas também é importante para os físicos teóricos. Infelizmente, eles não têm certeza do que acontece quando uma única partícula cai, e tem sido um grande problema para a física há 40 anos.

A Teoria Quântica – as leis que governam a forma como partículas minúsculas trabalham – diz que qualquer coisa que cai em um buraco negro é perdida para sempre. Mas, a relatividade geral de Einstein diz que isso é impossível: a quantidade total de material no universo tem de permanecer constante.

Ao longo dos anos, os cientistas propõem uma variedade de teorias que tentam resolver este paradoxo. Em uma conferência na Suécia, o famoso físico Stephen Hawking candidatou-se a dar uma explicação.

Hawking sugere que quando a informação cai em um buraco negro, ela pode se traduzida em um holograma 2D na superfície do horizonte de eventos, um tipo de membrana que circunda o buraco negro. Essas cópias poderiam “conter todas as informações que de outra forma seriam perdidas”, disse o físico.

Quanto ao material que efetivamente compõe seu interior, ele especula que se o buraco negro é grande e rotativo, esse material pode acabar em outro universo.

Mas, essas ideias estão apenas rodeando por enquanto. Os anúncios de Hawking mergulham mais fundo do que isso. Para ajudar a explicar sobre o que é todo esse burburinho, a revista Popular Science conversou com Grant Remmen, um estudante de graduação em física teórica do Caltech.

Explicando

Nada pode escapar de um buraco negro, certo? Errado! Anos atrás, Hawking demonstrou que, na verdade, o calor pode escapar. O material que os buracos negros cospem é chamado de “radiação Hawking” em sua homenagem.

A radiação Hawking desempenha um papel fundamental na maioria das teorias que tentam resolver o enigma do que acontece à informação que cai em um buraco negro. Porque se a radiação Hawking é apenas calor, isso significa que a informação realmente desaparece para sempre, e as leis que achamos que governam o universo tem um buraco grande nelas.

No entanto, se a radiação Hawking também contém alguns outros pedaços pequenos de informação, isso poderia ser suficiente para resolver o paradoxo.

Embora essa ideia também seja antiga, Remmen diz que o que Hawking parece estar fazendo de diferente é que ele está tentando explicar como essa informação poderia ser codificada nas partículas da radiação Hawking.

“Ele está tentando ir além, e perguntando: ‘Se eu jogar informações lá dentro, como exatamente ela faz para voltar para fora?'”, diz Remmen. “Uma coisa é dizer que ela deve sair, mas é outra coisa realmente descobrir como isso acontece, e isso é uma tarefa muito importante. Ele está basicamente tentando resolver o problema das informações no buraco negro de uma forma nova e mais concreta.”

Quanto à forma como as informações podem ser transcritas na radiação Hawking, Remmen diz que provavelmente vai ter que esperar até que o físico publique um artigo sobre isso.

Hologramas úteis

Então, qual é o negócio com esses hologramas sobre os quais Hawking estava falando? Como eles poderiam resolver esse paradoxo da informação?

“Vamos dizer que você está sentado no exterior de um buraco negro comum, banal, e você deixa cair alguma coisa dentro,” diz Remmen. “Digamos que seja uma enciclopédia.” Você assistirá a queda do livro em direção ao buraco negro, mas em um certo ponto, ele parecerá congelar na superfície do buraco negro. Você nunca irá vê-lo cruzar o horizonte de eventos, mesmo se você pudesse esperar por uma quantidade infinita de tempo.

“O horizonte de eventos pode ser pensado como uma tela holográfica para o interior,” diz Remmen. “Você pode ver tudo o que está acontecendo no interior em termos de coisas que estão acontecendo nesse horizonte esticado.”

Então, teoricamente, se um cientista tivesse acesso fácil a um buraco negro, a computadores quânticos e todo o tempo do mundo, ele poderia, teoricamente, usar esses fótons e partículas Hawking que emanam para fora do horizonte de eventos para reconstruir a enciclopédia.

A informação que sai seria incrivelmente misturada, e nenhum cientista são iria tentar tal experiência. Ainda assim, o exemplo mostra que, pelo menos teoricamente, as coisas poderiam fazer sentido no universo. O que deve torná-lo um pouco mais fácil para nós podermos dormir em nossas camas à noite.