Físicos criam buraco negro em laboratório e confirmam teoria de Hawking

Por Patrícia Gnipper | 04 de Junho de 2019 às 10h43
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Em Israel, físicos do Technion conseguiram confirmar o que previa uma teoria de Stephen Hawking sobre buracos negros — e, para isso, eles precisaram criar um buraco negro em laboratório.

A teoria em questão é a Radiação Hawking: a radiação térmica que o físico acreditou ser emitida por buracos negros devido a efeitos quânticos. Essa teoria foi elaborada em 1974, prevendo que a radiação permite aos buracos negros perder massa e, assim, supõe que eles podem perder mais matéria do que ganham por outros meios. Contudo, essa teoria foi tida como controversa por todo esse tempo — sendo, agora, confirmada pelo experimento israelense.

Como a nossa ciência ainda não é capaz de se aproximar o suficiente de um buraco negro para provar ou refutar tal teoria do gênio da física teórica, a equipe de cientistas de Israel decidiu construir um análogo de buraco negro usando um material quântico chamado de condensado de Bose-Einstein — neste buraco negro artificial, o horizonte de eventos impede que o som escape, tal qual acontece com a luz em buracos negros verdadeiros.

No experimento, os cientistas criaram um condensado de Bose-Einstein ao capturar oito mil átomos de rubídio em um feixe de laser. Esse material é composto de sistemas de átomos ultrafrios, e ali estranhos fenômenos quânticos se tornam visíveis em escalas maiores — por isso, são frequentemente usados para experimentos do tipo.

Então, a equipe utilizou um segundo laser para aumentar a energia potencial de um dos lados do condensado de Bose-Einstein, o que fez com que esse lado afetado ficasse mais denso, com uma transição brusca (equivalente a um horizonte de eventos) separando a área mais densa da área menos densa (fora e dentro do buraco negro).

Fora do buraco negro, em sua região mais densa, a velocidade do som observada foi mais rápida do que a velocidade do fluxo, com as ondas sonoras então se movendo em qualquer direção. Já na região menos densa (dentro do buraco negro), a velocidade do som foi mais lenta, com as ondas sonoras somente se afastando do horizonte de eventos e, então, penetrando no buraco negro. Ao substituir a luz pelo som no experimento, os pesquisadores puderam medir as ondas dentro e fora do horizonte de eventos análogo, e o sinal da radiação Hawking é uma correlação entre essas ondas.

Em 2016, a equipe já havia observado a radiação Hawking em um experimento similar, mas, desta vez, eles fizeram dezenas de melhorias no experimento para obter um sinal ainda melhor, que foi suficiente para extrair informações sobre a radiação — ou seja, para confirmar que ela tem um espectro térmico com uma temperatura que é determinada pela gravidade no buraco negro. E o buraco negro criado em laboratório emitiu um espectro contínuo de comprimento de onda, com as observações da equipe estando de acordo com o que foi previsto pela teoria de Hawking.

Agora, os cientistas pretendem refazer o experimento mais vezes para determinar melhor como a radiação Hawking muda com o passar do tempo, enquanto ainda não somos capazes de medir essa radiação na observação de buracos negros de verdade. O estudo foi publicado na revista Nature.

Fonte: Gizmodo

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