Físico apresenta evidência experimental de que buracos negros evaporam

Imprimir

Bill Unruh, da Universidade da Columbia Britânica, no Canadá, apresentou seus resultados durante o Encontro de Física 2011, realizado em Foz do Iguaçu

galex-20060823-browseO físico britânico Stephen Hawking ficou famoso ao prever que os buracos negros não são completamente negros, mas aparentemente emitem diminutas quantidades de radiação e, ao longo de trilhões de anos, acabam evaporando. Ocorre que, segundo essa previsão, a energia das partículas é tão baixa que é praticamente impossível detectá-las no espaço. Como então confirmar a hipótese?

Pois Bill Unruh, pesquisador da Universidade da Columbia Britânica, em Vancouver, no Canadá, descobriu um meio. Ele criou um análogo sonoro de um buraco negro (que apelidou de "buraco mudo") e verificou, em laboratório, que ele emite radiação térmica da mesma maneira que se esperaria do objeto astrofísico.

 

Os buracos negros de verdade só podem ser encontrados nas profundezas do espaço. Resultado da implosão de estrelas gigantes, eles são objetos tão compactados que, a partir de uma dada distância, nada pode escapar de seu campo gravitacional – nem mesmo a luz. Daí o nome que receberam.

Já os "buracos mudos" de Unruh são apenas uma versão análoga do fenômeno. Em vez de pensar numa situação em que nem a luz consegue escapar, eles trabalham com o som. Como as ondas sonoras viajam a uma velocidade bem inferior à da luz, fica muito mais fácil reproduzir condições em terra que impeçam sua propagação.

Unruh já havia demonstrado teoricamente que as equações que regem a propagação de ondas em fluidos, nessas circunstâncias, espelham de forma impressionante o que ocorre nos buracos negros de verdade, conforme o fenômeno descrito por Stephen Hawking.

Evaporação

Em 1974, Hawking sugeriu que os buracos negros não eram completamente invisíveis, mas emitiam uma pequena dose de radiação ao longo do tempo. Ocorre que o nível dessa radiação era muito baixo. "Coisa de 10-6 Kelvin, para um buraco negro com uma massa solar", diz Unruh. "É muito, muito fria, muito difícil de ver."

Assim, trata-se de algo que não tem qualquer comprovação experimental ou observacional.

O experimento

Depois de passar alguns anos refinando seu conceito de buraco mudo, Unruh, que é teórico de formação, resolveu se aventurar pelo lado experimental, projetando, com alguns colegas, o primeiro teste da existência da radiação Hawking.

Para isso, o grupo criou um tanque com água corrente, com uma lombada no meio. Essa irregularidade faz com que o fluxo de água se acelere, de forma a compensar a velocidade das ondas geradas artificialmente. Se a água corre para um lado na mesma velocidade que a onda se propaga para o outro, as duas se cancelam, e cria-se o "buraco mudo".

Para medir a propagação das ondas com exatidão, eles usaram um laser que ajudava a visualizá-las, enquanto registravam o experimento com uma câmera. "Pudemos medir a superfície da água com uma resolução de 0,2 milímetros", diz Unruh.

E o resultado observado foi compatível com uma emissão térmica de radiação, exatamente como Hawking previra para os buracos negros de verdade.

Confiabilidade

Em sua apresentação do trabalho, publicado no prestigioso periódico científico "Physical Review Letters", Unruh foi categórico: "Essa é a primeira observação direta da radiação Hawking". Mas quanto da analogia dos buracos mudos pode ser traduzida para os buracos negros de verdade?

O pesquisador admite que há diversos aspectos que não possuem correspondência. "Não quero ressuscitar a teoria do éter, supondo que há um fluido correndo pelo buraco negro que explique a emissão da radiação", diz.

Entretanto, o fato de o mesmo fenômeno se manifestar num experimento análogo mostra que há uma robustez na previsão original. "Acho que já é o suficiente, por exemplo, para termos convicção absoluta de que, se o LHC [Large Hadron Collider, grande acelerador de partículas europeu] criar miniburacos negros, eles não engolirão a Terra, mas evaporarão em fração de segundo, emitindo radiação."

O ESTUDO
Measurement of stimulated Hawking emission in an analogue system
http://arxiv.org/abs/1008.1911


CONTATOS
William Unruh (University of British Columbia, Canadá)
Tel: 1 (604) 822-3273
E-mail: Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você deve habilitar o JavaScript para visualizá-lo.

Assessoria de comunicação da SBF
Salvador Nogueira
Tel: 0/xx/11 9178-9661
E-mail: comunicaçã Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você deve habilitar o JavaScript para visualizá-lo.

PION

Portal SBF de
Divulgação da Física