O efeito causado pelos buracos negros Reissner-Nordström-de Sitter fazem deles objetos hipotéticos mais estranhos do que a própria mecânica quântica.
Mais uma da série “buracos negros são estranhos”: uma equipe de matemáticos calculou que alguns buracos negros em um universo em expansão como o nosso podem pressionar o botão de reinicialização na história de seus conteúdos, efetivamente apagar o passado e transformar o futuro em um ponto de interrogação gigante.
Como que isso se pareceria do ponto de vista de um observador ninguém pode dizer. Mas se for verdade, podemos finalmente ter uma solução para uma das maiores questões da cosmologia moderna.
Se seguimos as leis da física para suas conclusões lógicas, toda a massa de uma estrela colapsada é esticada em um ponto infinitamente pequeno chamado de singularidade.
É como dizer que existem volumes de espaço que mantêm segredos do resto do Universo, lugares onde a própria física se desmorona.
Para lidar com essa ruptura entre o Universo baseado em regras, e estes “aqui há dragões” de buracos negros, os físicos aplicam uma pequena coisa chamada censura cósmica.
Essa censura vem em dois sabores.
O primeiro sugere que há uma barreira dentro de buracos negros – mais profundo que o “horizonte de eventos”, a maioria das pessoas já ouviu falar – para além do qual a física é efetivamente cancelada e nada pode ser previsto.
Esta barreira convenientemente sinaliza essas singularidades problemáticas do resto do espaço e do tempo, evitando que sua ilegalidade se torne uma questão urgente.
Enquanto isso, a segunda versão mais forte da censura cósmica é sagrada na ideia de que não existe tal coisa como a ilegalidade física. Por isso, exigiria que essa barreira desaparecesse e deixasse a física continuar de alguma forma.
Peter Hinz, um matemático da Universidade da Califórnia, Berkeley, tem dúvidas sobre a versão número dois.
“As pessoas ficaram complacentes por cerca de 20 anos, desde meados dos anos 90, essa forte censura cosmológica sempre é verificada”, diz Hinz . “Nós desafiamos esse ponto de vista”.
Hinz e sua equipe estudam objetos hipotéticos e não rotativos chamados buracos negros Reissner-Nordström-de Sitter. Teoricamente, esses tipos de buracos negros teriam uma barreira chamada horizonte de Cauchy .
Além do horizonte de Cauchy, não há causa e efeito dentro dessa paisagem entortada, mas o tempo e o espaço são espalhados suavemente em um instante infinito.
Os defensores de fortes modelos de censura cósmica argumentaram que esses horizontes seriam obliterados pela singularidade com o menor desvio na atração gravitacional de uma estrela em colapso. O que deve excluir os horizontes de Cauchy em favor dos fortes modelos de censura cósmica.
Este novo estudo mostra como os dois poderiam tecnicamente continuar a coexistir mesmo com tais distúrbios, mas somente quando o Universo que envolve o buraco negro está se expandindo em uma taxa acelerada como a nossa.
O raciocínio por trás dessa conclusão é bastante complicada, mas aqui está uma versão resumida:
Graças à sua carga, os buracos negros de Reissner-Nordström-de-Sitter tem um leve impulso interno que resistiria à atração monstruosa da gravidade, contrariando sutilmente os efeitos de distorção do tempo e do espaço.
Enquanto isso, um universo em expansão como o nosso estabelece limites de tempo e energia para a flexão da física em torno de uma singularidade.
A combinação desses dois efeitos ofereceria alguma proteção para o horizonte de Cauchy, dando-nos uma singularidade destruidora da física e um instante infinito atrás de uma linha de não retorno.
Nesta zona estranha, os objetos seriam desconectados de seu passado e não teriam um futuro particular.
Atravessar esta zona significaria que você nunca poderia voltar, mas você também não seria esmagado.
Se você não sabe o que sentiria, tenha a certeza, os pesquisadores também não estão tão certos.
João Costa, físico e membro da equipe da Universitario de Lisboa em Portugal explica isso usando um assunto familiar.
“Pensando no gato de Schrödinger, sabemos que podemos atribuir probabilidades para o gato estar vivo e morto”, disse em entrevista à Edwin Cartlidge em Physicsworld.com .
“Mas se o gato caísse no horizonte de Cauchy, não conseguimos calcular essas probabilidades”.
Isso torna a estranheza de um buraco negro ainda mais estranho que a insanidade da mecânica quântica.
Uma vez que os buracos negros Reissner-Nordström-de Sitter provavelmente nem existem, o exercício é filosófico, mas isso não faz a conjectura inútil.
As matemáticas ainda funcionam para os buracos negros típicos, carregados de forma neutra, e eles argumentam que pode até ser observado nas ondas gravitacionais de colisão de buracos negros.
Nesse caso, teríamos finalmente nosso primeiro vislumbre tentador dentro de partes do Universo, onde os segredos estão trancados para sempre.
Esta pesquisa foi publicada em Physical Review Letters.
Texto traduzido e adaptado de Science Alert