Microburacos negros artificiais podem comprovar existência de outras dimensões

Microburacos negros artificiais podem comprovar existência de outras dimensões

Por Daniele Cavalcante | 08 de Dezembro de 2020 às 19h40
Dana Berry/NASA

Embora buracos negros existam aos montes universo afora, não é simples criar um deles. Você precisaria de uma estrela bem massiva para produzir um colapso gravitacional intenso o suficiente para produzir uma singularidade. Por isso, os cientistas podem apenas conjecturar sobre outros mecanismos que poderiam criar um buraco negro. Mas se houver outras dimensões, as coisas podem ser diferentes.

Mas por que é tão difícil criar um buraco negro? Bem, qualquer objeto poderia colapsar toda sua massa em um único ponto, tornando-se tão denso que resultaria em uma singularidade. Mas para isso, é necessária uma condição específica em que a gravidade vença as demais forças fundamentais da natureza em um determinado objeto — eletromagnetismo, a força nuclear fraca, e a força forte.

Acontece que a gravidade é a mais fraca dessas forças. É por isso que conseguimos andar, pular e erguer pesos com facilidade. Não é fácil criar um ambiente onde a gravidade supere o eletromagnetismo, por exemplo, e por isso os objetos permanecem íntegros. A gravidade é tão fraca que se fosse muitos de bilhões de vezes mais forte do que é atualmente, ainda não seria o suficiente para tirá-la da posição de “lanterninha” na classificação das mais fortes interações fundamentais da natureza.

Os cientistas tentam entender porque ela é tão fraca assim, e cogitam algumas hipóteses. Uma delas é que existem outras dimensões além das três que conhecemos. Se isso for verdade, a gravidade poderia estar presente em todas elas, ao contrário das demais forças, que estariam restritas ao tridimensional. Como consequência, a gravidade seria “diluída”, porque se espalha para além da terceira dimensão. Se isso for real, significa que, na verdade, a gravidade é a maior das forças fundamentais — apenas seríamos incapazes de contemplar o todo.

(Imagem: Reprodução/Maximilien Brice/Cern)

Uma das maneiras de verificar essa hipótese é através da unificação das forças. É possível unificar, por exemplo, as forças eletromagnética e nuclear fraca para formar a força "eletrofraca". Mas a energia necessária para mesclar a gravidade com qualquer outra força fundamental é tão alta que não poderíamos fazer isso mesmo se tivéssemos um acelerador de partículas do tamanho da Via Láctea. A menos que, de fato, existam outras dimensões nas quais a gravidade se mostre a mais forte das forças.

Certo. Suponhamos então que, além da terceira dimensão, haja muitas outras que ainda não conhecemos. A gravidade é a única das quatro forças fundamentais que se espalha por todas as dimensões, sendo assim a mais forte. Nesse caso, precisaríamos apenas de um acelerador de partículas como o Grande Colisor de Hádrons (LHC), localizado na fronteira da França com a Suíça, para mesclar a gravidade com outras forças. O resultado? Buracos negros microscópicos seriam produzidos.

Como dissemos no início, é necessária uma quantidade absurda de densidade e pressão para comprimir a matéria até que ela entre em colapso para formar um buraco negro. Entretanto, se a gravidade for realmente extradimensional e muito mais forte do que imaginamos, poderíamos facilmente produzir buracos negros no LHC. E os microburacos negros poderiam estar surgindo no acelerador de partículas agora mesmo. Mas, calma, pois les não apresentariam perigo algum para nosso planeta — seriam tão pequenos que evaporariam quase instantaneamente, deixando para trás apenas uma nuvem de partículas.

Esse experimento foi realizado para um novo estudo publicado este ano. Infelizmente, ainda não foi detectado nenhum sinal de buraco negro ou nuvem de partículas, mas é algo interessante o suficiente para continuar tentando. Afinal, ainda há muito para se compreender sobre a formação de buracos negros, principalmente sobre a possibilidade de que eles possam surgir a partir de outros mecanismos que não o colapso de uma estrela.

Simulação de uma "família" de buracos negros interagindo e colidindo entre si (Imagem: Reprodução/Aaron M. Geller/Northwestern University/CIERA)

Contudo, os cálculos mais precisos do novo estudo revelam que, caso todas essas dimensões extras existam e a gravidade seja muito mais forte do que imaginamos, o LHC poderia produzir bem menos buracos negros microscópicos do que se cogitava anteriormente. Dependendo do número de dimensões existentes, a quantidade desses pequenos buracos negros pode apenas de um décimo das estimativas anteriores.

Ainda assim, o estudo refinado com novos cálculos não elimina a possibilidade. Portanto, caso o LHC algum dia consiga fabricar um microburaco negro, significa que estamos muito perto de comprovar a existência de muitas dimensões além da nossa compreensão.

Fonte: Space.com

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