Ciência e Espaço

Buraco Negro

Cientistas 'criam' buracos negros em laboratório

Guilherme Preta, editado por Matheus Luque 06/01/2020 10h26
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Apesar de diversos métodos realizados, não há um consenso de que os experimentos realmente recriam as singularidades observadas em buracos negros

Há quase 50 anos, o pesquisador de pós-doutorado William Unruh tentava explicar os buracos negros para uma multidão durante uma conversa na Universidade de Oxford. Não havia referências com as quais comparar um objeto tão denso, do qual a luz não consegue escapar. Então, ele criou sua própria analogia. Um peixe em uma cachoeira nadando sobre a beirada, lento demais para nadar contra o fluxo de água.


O peixe ficaria preso para sempre nas águas da cachoeira, para nunca mais voltar para casa. É basicamente isso o que ocorre com a luz.

Alguns anos depois, Unruh estava dando uma aula de física sobre o comportamento de fluidos e percebeu que a matemática da sua analogia possibilitou uma imagem ainda mais semelhante a um buraco negro do que ele havia considerado antes. Talvez os experimentos menores, que obedeçam a um conjunto de regras físicas semelhantes aos buracos negros, imitem outros efeitos físicos encontrados também nos objetos.

Por décadas, o pesquisador aprofundou a ideia apenas na teoria e, anos depois, ele e seus alunos perceberam que poderiam transformar a ideia em realidade. Eles poderiam construir um objeto parecido com um buraco negro no laboratório.

Cientistas já projetaram e construíram uma série de experimentos que tentaram recriar a estranheza do espaço-tempo prevista por cientistas como Albert Einstein e Stephen Hawking. Porém, apenas no ano passado uma equipe liderada pelo físico Jaff Steinhauer, do Instituto de Tecnologia Technion, de Israel, descobriu a evidência mais forte da radiação que Hawking previa que emanaria das bordas externas dos buracos negros usando um desses experimentos. Mas a comparação entre universo analógico e o real só vai até aí.

“O universo não é uma cachoeira que flui sobre uma calha, e um buraco negro é diferente em diversos aspectos, mas semelhantes em alguns”, disse Unruh. Mas qual é a distância? A similaridade é forte o suficiente para que o estudos dos experimentos possa reforçar as teorias sobre o comportamento dos buracos negros? “Eu diria que sim”, afirma Unruh.


Reprodução

Esses primeiros experimentos pareciam muito mais cachoeiras do que pontos interestelares sem retorno. Um aluno de pós-doutorado de Unruh, Silke Weinfurtner, supervisionou as bombas movendo a água para baixo de uma calha e através de uma barreira que representa o buraco negro. Os cientistas inicialmente esperavam enviar vibrações através da água, mas a velocidade do som na água é de 1,5 mil metros por segundo, uma velocidade difícil de estudar em um pequeno experimento de laboratório. Em vez disso, eles enviaram ondas físicas, como as que se veria no oceano, através da barreira.

A equipe publicou seus primeiros resultados em 2010. Quando as ondas produzidas interagiam com a barreira, eles criaram pares de ondas em ambos os lados, semelhante aos pares de partículas que Hawking previu que apareceriam em ambos os lados, dentro e fora do buraco negro. O outro trabalho teórico de Hawking e Unruh implica que os buracos emitem um espectro “térmico”, ou “corpo negro”, de cumprimento de onda com base apenas em suas temperaturas, o que, para os buracos negros, está diretamente relacionado à sua massa. As ondas do canal de Weinfurtner geraram um espectro surpreendentemente semelhante, e a equipe alegou ter medido a emissão de Hawking “estimulada” em seu sistema experimental.


“A radiação do buraco negro é talvez um dos processos mais peculiares”, afirmou Weinfurtner. Graças a seu experimento, é possível “reproduzir esse processo no laboratório”.

 

Via: Gizmodo

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