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", 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.
Fonte: http://www1.folha.uol.com.br/folha/ciencia/ult306u345911.shtml
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