The Conversation: É Possível Recriar um Buraco Negro em Laboratório? A Resposta é Sim
Olá leitores e leitoras do BS!
De volta ao batente após passar o Carnaval em Aracaju longe
da loucura da capital baiana, trago agora para vocês um interessante artigo
publicado no The Conversation e postado dia 14/02,
no site Inovação Tecnológica, mostrando
como atualmente é possível se criar ‘Buracos
Negros’ em laboratório. Entendam melhor essa história pela matéria abaixo.
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É Possível Recriar um Buraco Negro em Laboratório? A
Resposta é Sim
Óscar del Barco Novillo*
The Conversation
14/02/2024
Fonte: Site
Inovação Tecnológica - https://www.inovacaotecnologica.com.br
[Imagem: NASA/JPL-Caltech]
Buracos Negros em Laboratório
A criação de um
microburaco negro de origem não cosmológica (ou seja, artificialmente) seria um
marco na história da ciência. Isso responderia a questões fundamentais sobre a
mecânica quântica e a natureza
inexplicável da gravidade.
Além disso,
"fabricar" um buraco negro seria um endosso das teorias
multidimensionais, uma prova empírica de que há
mais dimensões do que percebemos. E não, eles não destruiriam o mundo. Vale
a pena tentar.
Pode parecer que
esse sonho já foi alcançado. Ultimamente, notícias do desenvolvimento de
buracos negros sintéticos, ou mesmo simulações da emissão de Hawking de um
buraco negro chegaram à mídia. Essas são abordagens científicas interessantes,
mas são simulações.
Essas
"simulações de buracos negros em um laboratório" geralmente consistem
em recriar com sistemas físicos conhecidos (como uma câmara de glicerina para a
qual são passadas ondas sonoras) alguma característica de um buraco negro. Por
exemplo, como a luz é curvada em sua propagação, ou a que temperatura ela
estaria. Em outras palavras, eles simulam uma qualidade específica do buraco
negro (o que é muito útil em termos experimentais), mas não são buracos negros
propriamente ditos.
Então, como
poderíamos realizar tal façanha?
Buracos Negros no LHC
[Imagem: Cern]
O Grande Colisor
de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), do Centro Europeu de Pesquisas Nucleares
(CERN) é o maior e mais potente acelerador de partículas existente. O CERN
também realiza simulações de buracos negros, mas com base em colisões entre
partículas subatômicas que poderiam gerar um microburaco negro
"real".
A entrada em
operação do LHC, na primeira década deste século, foi cercada de alguma controvérsia
com base em uma suposta falta de segurança dos testes a serem realizados. Houve
até a possibilidade de interromper o início dos experimentos por meio de
petições nos tribunais dos EUA e da Europa.
Os principais
detratores argumentavam que o LHC
tinha potencial suficiente para criar microburacos negros de baixa
velocidade que poderiam crescer às custas da massa do nosso planeta: foi
anunciado um cenário aterrorizante que resultaria na destruição da Terra.
Deixando de lado
as previsões apocalípticas, seria possível criar um micro buraco negro no Cern?
E, em caso afirmativo, isso seria perigoso para a Humanidade?
[Imagem: Universidade
Metropolitana de Osaka/L-INSIGHT - Universidade de Kyoto/Ryuunosuke Takeshige]
Ilustração da partícula cósmica Amaterasu, capturada por um detector de raios cósmicos. Essa partícula carregava uma energia um milhão de vezes maior do que a que pode ser gerada no LHC. |
Buracos Negros Menores Que Átomos
Teoricamente
seria possível, embora essa possibilidade seja muito remota. Seriam buracos
negros muito pequenos (microburacos negros), menores do que o tamanho de um
átomo de hidrogênio (em oposição aos supermaciços com milhões de massas
solares).
Há fortes
evidências experimentais da existência de buracos negros supermaciços, mas os
minúsculos ainda não foram encontrados. Se eles existissem no Cosmo, teriam
sido criados durante os primeiros momentos do Universo devido ao colapso
gravitacional de regiões extremamente quentes. Eles seriam buracos
negros primordiais.
Quando falamos de
microburacos negros, entramos em um território em que a física quântica é
crucial. A caracterização diz que eles estão em temperaturas muito altas e que
emitem radiação (a chamada radiação
Hawking). Quanto menores eles se tornam, mais quentes ficam, até que acabam
se evaporando completamente.
[Imagem: ParallelVision/Pixabay]
O Possível Microburaco Negro no CERN
O LHC não gerará
buracos negros no sentido cosmológico (um objeto astronômico com uma atração
gravitacional tão intensa que nem mesmo a luz consegue escapar dele).
Entretanto, algumas teorias sugerem que a formação de pequenos buracos
negros quânticos, gerados a partir da colisão de partículas altamente
energéticas, pode ser possível. E o que de fato ocorre no Cern são várias
simulações computacionais desses buracos negros.
Hipoteticamente,
os microburacos negros criados no Cern teriam massas de cerca de 0,00001 grama
e tamanhos trilhões de vezes menores que um próton. Por fim, eles se
desintegrariam de maneira praticamente instantânea.
A observação
experimental de tal evento seria empolgante em termos de nossa compreensão do
Universo, e seria perfeitamente segura.
[Imagem: V.
Valenzuela-Villaseca et al. - 10.1103/PhysRevLett.130.195101]
Um experimento já criou o disco de acreção de um buraco negro em laboratório. |
Inócuos e Inocentes (Caso Venham a Ocorrer)
Em 2015, a
diretora geral do Cern, Fabiola Gianotti, explicou em relação à possibilidade
de criação de microburacos negros no LHC que nenhum acelerador de partículas na
Terra pode se igualar à energia, à intensidade e aos processos catastróficos
associados aos buracos negros no espaço. Entretanto, Gianotti já previa que
poderiam surgir buracos negros quânticos, microburacos negros "inofensivos
e inocentes".
Se esses
minúsculos buracos negros aparecerem, também de acordo com Fabiola Gianotti,
"seria muito importante do ponto de vista científico, porque eles
indicariam que nosso mundo tem mais dimensões espaciais do que as três que
conhecemos".
[Imagem: Haruna
Katayama et al. - 10.1038/s41598-021-98456-0]
Sem Crescimento e Vida Curta
A colisão de
partículas altamente energéticas é uma ocorrência comum na natureza sem
destruir o planeta. Se as colisões criadas no LHC (por exemplo, entre pares de
prótons altamente energéticos) produzissem microburacos negros, eles
dificilmente interagiriam com outras partículas e não aumentariam de massa.
Além disso, sua
meia-vida seria muito curta, o que faria com que o microburaco negro
evaporasse, em vez de crescer: ele se desintegraria rapidamente (de forma não
violenta), criando uma série de marcadores nos detectores do Cern que poderiam
identificá-los facilmente.
[Imagem: Kollár
et al. - 10.1038/s41586-019-1348-3]
Existem várias receitas para criar buracos negros em laboratório, incluindo um chip que o simula espaço-tempo curvo. |
A Possibilidade de Mais Dimensões
A criação de um
microburaco negro no LHC confirmaria a existência de múltiplas dimensões,
conforme proposto pela Teoria
das Cordas. Em outras palavras, seria a prova de que nosso Universo não tem
só quatro dimensões (três espaciais, mais uma dimensão temporal), mas abriga
dimensões adicionais.
Além disso, os
microburacos negros poderiam ser o elo perdido entre a Teoria da Relatividade
Geral de Einstein e a Mecânica Quântica, as duas grandes teorias físicas do
século XX que ainda não foram unificadas.
Se em algum
momento formos capazes de gerar um microburaco negro, o mundo não será
destruído, mas teremos que nos sentar e respirar fundo.
Bibliografia:
Artigo: Thermalization by a synthetic horizon
Autores: Lotte Mertens, Ali G. Moghaddam, Dmitry Chernyavsky, Corentin
Morice, Jeroen van den Brink, Jasper van Wezel
Revista: Physical Review Research
Vol.: 4, 043084
DOI: 10.1103/PhysRevResearch.4.043084
Artigo: Observation of quantum Hawking radiation and its entanglement
in an analogue black hole
Autores: Jeff Steinhauer
Revista: Nature Physics
Vol.: 12, pages 959-965
DOI: 10.1038/nphys3863
* Óscar del Barco
Novillo, autor deste artigo, é professor da Universidade de Múrcia (Espanha).
OBS: Este artigo foi
republicado da revista The Conversation sob uma licença Creative
Commons. Leia
o artigo original.
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