Em 1974, Stephen Hawking fez uma das suas mais
famosas predições: que os buracos negros poderiam, eventualmente, evaporar-se.
De
acordo com a teoria de Hawking, os buracos negros não são perfeitamente “negros”.
Em vez disso, emitem partículas. Essa radiação, acreditava o cientistas,
poderia eventualmente extrair energia e massa suficientes dos buracos negros
para fazer com que desaparecessem. A teoria é amplamente aceite como
verdadeira, mas já foi quase impossível provar.
Pela
primeira vez, no entanto, os físicos mostraram a indescritível radiação de
Hawking – pelo menos em laboratório. Embora a radiação de Hawking seja
demasiado fraca para ser detetada no espaço pelos nossos instrumentos atuais,
os físicos já viram a radiação num buraco negro analógico criado usando ondas
sonoras e algumas das mais frias e estranhas matérias do universo.
Os
buracos negros exercem uma força gravitacional incrivelmente poderosa que até
mesmo um fotão, que viaja à velocidade da luz, não conseguiria escapar.
Enquanto o vácuo do espaço é geralmente visto como vazio, a incerteza da
mecânica quântica dita que o vácuo está repleto de partículas virtuais que
entram e saem da existência em pares matéria-antimatéria.
Normalmente,
depois de um par de partículas virtuais aparecer, aniquilam-se imediatamente.
Ao lado de um buraco negro, no entanto, as forças extremas da gravidade, em vez
disso, separam as partículas, com uma partícula absorvida pelo buraco negro,
enquanto a outra é disparada para o espaço.
A
partícula absorvida tem energia negativa, o que reduz a energia e a massa do
buraco negro. Engolindo suficientes partículas virtuais, o buraco negro acabará
eventualmente por evaporar. A partícula que escapa é conhecida como radiação de
Hawking. Essa radiação é demasiado fraca e é impossível atualmente observá-la
no espaço.
O
físico Jeff Steinhauer e os seus colegas do Technion – Instituto de Tecnologia
de Israel em Haifa usaram um gás extremamente frio chamado condensado de Bose-Einstein
para modelar o horizonte de eventos de um buraco negro, a fronteira invisível
além da qual nada pode escapar. Num fluxo desse gás, colocaram um penhasco,
criando uma “cascata” de gás. Quando o gás fluía sobre a cascata, transformava
energia potencial em energia cinética para fluir mais rápido do que a
velocidade do som.
Em
vez de partículas de matéria e antimatéria, os investigadores usaram pares de
fonões, ou ondas sonoras quânticas, no fluxo de gás. O fonão no lado lento
conseguia viajar contra o fluxo do gás, longe da cascata, enquanto o fonão no
lado rápido não conseguia, ficando preso pelo “buraco negro” do gás
supersónico.
“É
como se estivesse a tentar nadar contra uma corrente mais rápida do que poderia
nadar”, disse Steinhauer ao Live Science. “Isso é
análogo a um fotão num buraco negro a tentar sair, mas a ser puxado pela
gravidade da maneira errada”.
Hawking
previu que a radiação das partículas emitidas estaria num espectro contínuo de
comprimentos de onda e energias. O físico também disse que poderia ser descrito
por uma única temperatura que dependesse apenas da massa do buraco negro. A
recente experiência confirmou ambas as previsões no buraco negro sónico.
Este
estudo é um passo ao longo de um longo processo. Por outro lado, este estudo
não mostrou os pares de fonões a ser correlacionados a nível quântico, que é
outro aspeto importante das previsões de Hawking.
Fonte: ZAP
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