Vestindo singularidades nuas com campos quânticos

Destaque em Física, semana de 29 de junho de 2017

destaque29062017A teoria da relatividade geral de Einstein permanece sendo a principal guia para o estudo de buracos negros. Mas há um determinado ponto em que ela deixa de ser válida, produzindo resultados que não fazem sentindo físico. Isso acontece em situações onde uma descrição quântica da gravitação é inevitável e sabemos que ainda não existe uma teoria que unifica a relatividade geral com a física quântica.

Duas dessas situações são os chamados horizontes de Cauchy, potencialmente formados em buracos negros em rotação como um segundo horizonte mais interno ao famoso horizonte dos eventos, e as "singularidades nuas", em que regiões do espaço atingem densidade infinita sem ter qualquer horizonte de eventos que as proteja de observações a partir de fora do buraco negro.

 

Essas duas situações são indesejadas porque levam a uma perda de previsibilidade do próprio futuro do espaço-tempo naquelas regiões, com base em sua condição inicial. Por isso, os cientistas sempre postularam a existência de algum tipo de "censura cósmica", que impedisse essas ocorrências.

Agora, um novo artigo científico parece trazer alguma tranquilidade aos físicos. Um quarteto de pesquisadores no Brasil, na Itália e no Chile obteve uma solução analítica das equações da relatividade com a inclusão de um campo quântico em duas dimensões, e o resultado faz com que tanto a possibilidade do horizonte de Cauchy como o da singularidade nua desapareçam. E os pesquisadores acreditam que as mesmas conclusões devam valer num modelo em 3 dimensões, embora não possam afirmar.

"É realmente difícil mensurar o grau de confiança de que o nosso resultado em 2 dimensões seja similar em 3 dimensões", diz Marc Casals, pesquisador do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, no Rio de Janeiro, e primeiro autor do artigo, publicado no "Physical Review Letters" em 30 de março. "Para outros tipos de resultados físicos isso ocorreu, mas isso não quer dizer que tenha que ser assim sempre. A nossa intuição indica que vai ser assim, mas só podemos estar certos depois de fazer a conta exata. É possível que no futuro investiguemos a situação em 3 dimensões, mas ainda estamos terminando uma extensão de nosso artigo com os resultados mais completos em 2 dimensões."

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