Buracos negros: singularidade e informação, Notas de estudo de Física

Baixe Buracos negros: singularidade e informação e outras Notas de estudo em PDF para Física, somente na Docsity!

70 SCIENTIFIC AMERICAN BRASIL GÊNIOS DA CIÊNCIA^ STEPHEN HAWKING

buracos

negros

WWW.SCIAM.COM.BR SCIENTIFIC AMERICAN BRASIL 71 undada no século III a.C., a Biblioteca Real de Alexandria foi durante séculos o maior centro de saber do mundo antigo. Seu acervo, estimado na época áurea em até 700 mil manuscritos, condensava o conhe- cimento acumulado pela civilização desde o seu florescer. A versão mais aceita atribui a Teófilo, bispo de Alexandria, a responsabilidade pela destruição de tal tesouro. As conseqüências des- se incidente, ocorrido em fins do século IV d.C., ainda hoje são difíceis de avaliar. A informação adquirida ao longo de séculos foi destruída pelas chamas... Mas foi mesmo? Uma característica crucial das leis funda- mentais que acreditamos regerem a Natureza microscópica é o fato de elas não permitirem a destruição de qualquer informação contida em um sistema físico fechado (ou seja, isolado). Uma vez conhecidas, em um dado instante, todas as características de tal sistema, podemos tanto di-

ESSES EXTRAVAGANTES OBJETOS

SÃO ACUSADOS DE VIOLAR A LEI DA

CONSERVAÇÃO DA INFORMAÇÃO.

MAS A CIÊNCIA AINDA NÃO TEM UMA

OPINIÃO DEFINITIVA A RESPEITO

F

© AKG BERLIM/IPRESS

POR JORGE CASTIÑEIRAS, LUÍS C. B. CRISPINO,

GEORGE E. A. MATSAS E DANIEL A. T. VANZELLA

A BIBLIOTECA DE ALEXANDRIA. Será que o incêndio criminoso que queimou seus 700 mil manuscritos destruiu irremediavelmente a informação neles contida? Do ponto de vista da mecânica quântica, essa informação talvez se encontre fora de nosso alcance, mas não estaria perdida

informação

S IN G U L A R ID A D E E

WWW.SCIAM.COM.BR SCIENTIFIC AMERICAN BRASIL 73 gros estáticos, tal fluxo possuía uma tempera- tura bem definida, inversamente proporcional à massa – o que fazia com que sua entropia fosse de fato proporcional à área, conforme a conjec- tura de Bekenstein. A energia para o processo de irradiação seria fornecida pelo próprio bura- co negro que, em conseqüência, “evaporaria”. O suposto fenômeno ficou conhecido como ra- diação de Hawking. E evidências teóricas su- plementares a seu favor foram fornecidas logo depois pelo canadense William Unruh, o inglês Paul Davies e o americano Stephen Fulling. Afi- nal, os buracos negros não seriam tão indes- trutíveis como se acreditava. Mas como con- ciliar essa radiação com a característica mais marcante dos buracos negros, a de que nada pode escapar de seu interior? A solução desse aparente paradoxo residia no “vazio” que os circunda: o vácuo. O vácuo é comumente associado ao estado de mínima energia que descreve a ausência to- tal de matéria e radiação em uma dada região. Mas o que restaria depois de se extrair todas as partículas de matéria e radiação, levando a região ao mais perfeito vácuo? Segundo a me- cânica quântica, a região continuaria povoada por uma legião de partículas, denominadas vir- tuais, que não podem ser removidas. Ademais, elas surgem e se aniquilam aos pares, tão rapi- damente que sua detecção direta é impossível. No final da década de 60, o físico americano Leonard Parker e o soviético Yakov Zeldovich começaram a estudar como o vácuo quântico era afetado pela presença de campos gravitacionais intensos. Verificou-se, então, que mudanças no campo gravitacional podem perturbar suficiente- mente o vácuo quântico, a ponto de transformar algumas destas partículas virtuais em reais. STEPHEN HAWKING começou a se ocupar do “paradoxo da informação” em meados da década de 70. E sustentou, inicialmente, que outras informações além da massa, da carga elétrica e do momento ângular ficariam para sempre perdidas nos buracos negros, o que configuraria uma “grande crise para a física”. Em 2004, ele surpreendeu o mundo ao reconhecer que a superfície do buraco negro apresentaria flutuações quânticas capazes de possibilitar o escape de toda a informação aprisionada em seu interior

74 SCIENTIFIC AMERICAN BRASIL GÊNIOS DA CIÊNCIA^ STEPHEN HAWKING VISCA , COM BASE EM DESENHO DE JORGE CASTIÑEIRAS