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Físicos conseguem "despir" buraco negro
Dupla de teóricos brasileiros mostra como expor ao cosmo objeto com concentração infinita de massa
RAFAEL GARCIA
DA REPORTAGEM LOCAL
Uma dupla de físicos brasileiros conseguiu demonstrar como é possível "despir" um buraco negro para revelar o que
há dentro desse estranho tipo
de objeto cósmico.
Usando conceitos de física
quântica, George Matsas e André da Silva, do Instituto de Física Teórica da Unesp, elaboraram um modelo matemático
que elimina a "fronteira" do buraco negro, o limite de aproximação a partir do qual não se
pode escapar de sua atração. O
objeto, descrito em estudo na
revista "Physical Review Letters" (prl.aps.org), porém, é
de uma classe especial.
Um buraco negro convencional pode se formar a partir do
colapso de uma estrela, quando
ocorre uma concentração colossal de matéria no espaço de
um só ponto, chamado "singularidade". Sua força gravitacional é tão grande que nada, nem
mesmo a luz, consegue escapar
da fronteira batizada de "horizonte de eventos" pelos físicos
(veja quadro à esquerda).
O que Matsas e Silva descrevem, contudo, é o que os físicos
chamam de "singularidade
nua", um buraco negro sem horizonte. Em tese, energia e matéria podem escapar dos seus
arredores e, portanto, a singularidade seria observável. Para
chegar ao resultado, porém, os
físicos tiveram de resolver um
problema imposto pela teoria
da relatividade geral, de Einstein, que explica a gravidade.
Física fora da lei
"Nós chamamos de singularidade aquilo no qual as equações da natureza quebram, o
que é uma situação muito ruim,
porque nós físicos acreditamos
que tudo pode ser matematizado", diz Matsas. "Mas quão
ruim é ter uma singularidade
na relatividade geral? Se ela estiver dentro de um horizonte
de eventos, em princípio, tudo
bem, porque mesmo que não se
saiba descrevê-la, isso não influencia o resto do Universo, já
que nada pode escapar de dentro [da fronteira do buraco]."
Há problemas, porém, em recorrer à relatividade para analisar o problema. Uma vez que a
singularidade é um ponto infinitamente pequeno, há fenômenos nos buracos negros que
só podem ser elucidados pelas
equações da mecânica quântica, teoria que explica o mundo
das partículas elementares.
Acontece que a relatividade e
a mecânica quântica são teorias
incompatíveis entre si. E a maneira com que os físicos concebem uma singularidade nua é
essencialmente relativística.
Um buraco negro pode perder seu horizonte de eventos ao
entrar em rotação com velocidade grande o suficiente para
"expulsá-lo" por meio de força
centrífuga -a mesma força que
atira crianças para fora de um
carrossel. Mas as equações de
Einstein impedem que um objeto entre em um buraco negro
com velocidade grande o suficiente para aumentar sua rotação e expor a singularidade.
Barreira energética
Na prática, o que acontece, é
que uma partícula teria de romper uma espécie de "barreira
energética" intransponível antes de contribuir para que a rotação do buraco negro ultrapasse o limite que o transformaria em singularidade nua.
Analisando o problema do
ponto de vista quântico, porém,
Matsas e Silva conseguiram fazer -em teoria, diga-se logo-
com que partículas entrassem
no buraco negro por meio de
um efeito chamado "tunelamento". É um fenômeno conhecido na física quântica, no
qual uma partícula pode atravessar essa barreira energética
tomando uma espécie de atalho, desaparecendo de um lado
e aparecendo do outro. Não é
nenhuma mágica, diz Matsas:
"O tunelamento é muito comum em situações microscópicas, só fica mais improvável nas
macroscópicas".
Com o trabalho, os brasileiros procuram contribuir para
superar o maior desafio atual
da física: unificar a mecânica
quântica e a relatividade geral
em uma teoria só. Pode a descoberta ajudar nessa meta? "Pode
ser que sim, mas não é garantido", diz Matsas.
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