Buracos negros podem ser um holograma. Na verdade, todo o universo poderia ser um holograma. Pelo menos, essa é uma parte da ideia por trás de um estudo recente publicado na revista PRX Quantum. O estudo é uma visão mais profunda do que está dentro de um buraco negro. É também uma tentativa de entender melhor a ideia de dualidade holográfica. A dualidade holográfica é uma conjectura matemática que tenta conectar teorias de partículas e suas interações e a teoria da gravidade. É uma ideia interessante, mesmo que pareça um pouco por aí.
Essencialmente, a dualidade holográfica postula que a teoria da gravidade e a teoria das partículas são equivalentes. Pelo menos, matematicamente. Assim, o que acontece matematicamente na teoria da gravidade também acontece na teoria das partículas. Na maioria das vezes, essas duas teorias descrevem dimensões diferentes. No entanto, a gravidade descreve três dimensões, enquanto a teoria das partículas consiste em apenas duas dimensões. Os pesquisadores esperavam que sondar essa ideia pudesse ajudá-los a entender o que está dentro de um buraco negro.
Enrico Rinaldi, cientista pesquisador da Universidade de Michigan, concentrou-se nessas duas teorias no novo estudo.
“Na teoria da Relatividade Geral de Einstein, não há partículas – há apenas espaço-tempo. E no Modelo Padrão da física de partículas, não há gravidade, há apenas partículas”, diz ele. “Conectar as duas teorias diferentes é uma questão de longa data na física – algo que as pessoas tentam fazer desde o século passado.”
Ao conectar essas duas teorias e usar modelos de matriz quântica, Rinaldi e os outros membros do estudo foram capazes de investigar a dualidade holográfica. A ideia era combinar o que sabemos sobre a teoria das partículas e o que sabemos sobre a teoria da gravidade. Para começar, eles usaram simplesmente modelos de matrizes formados por blocos de números. É uma estrutura padrão usada em computadores quânticos onde a teoria das partículas é representada por cordas unidimensionais. Eles geralmente ajudam os pesquisadores a encontrar o estado fundamental, que Rinaldi diz ser importante porque permite criar coisas a partir dele.
Usando os modelos que eles fizeram, os pesquisadores foram capazes de descrever como é a gravidade dentro de um buraco negro.
O universo é realmente um holograma?
Sim e não. Quando você pensa em holograma, provavelmente pensa em comunicadores holográficos de filmes de ficção científica como Star Wars. Neste caso, porém, o que Rinaldi e seus coautores estão se referindo é a maneira como o interior de um buraco negro se encontra com o exterior. Como o interior de um buraco negro funciona de acordo com a teoria da gravidade, ele é representado no espaço 3D à medida que o espaço-tempo se move através dele.
No entanto, na superfície, o buraco negro parece bidimensional. Isso dá uma aparência holográfica porque não o vemos como um objeto 3D. Isso ocorre porque a teoria das partículas não funciona em três dimensões. Como tal, alguns acreditam que o resto do universo pode funcionar de forma semelhante. No entanto, não há nenhuma prova atual para sugerir que é realmente o caso.
