A teoria mais conhecida sobre buracos negros proposta por Stephen Hawking recebeu recentemente uma atualização sinistra, afirmando que o universo está fadado a desaparecer.
Em 1974, Hawking teorizou que os buracos negros evaporam gerando o que atualmente é conhecido como radiação Hawking – um lento esgotamento de energia como partículas de luz que surgem em torno dos campos gravitacionais dos buracos negros. Agora, uma nova atualização teórica sugere que todos os objetos com massa suficiente podem produzir radiação Hawking.
Tudo no universo acabará desaparecendo, sua energia sangrando lentamente na forma de luz, se a teoria estiver correta.
O principal autor Heino Falcke, professor de astrofísica na Holanda, afirmou em um comunicado: “Isso significa que objetos sem um horizonte de eventos [o ponto gravitacional sem retorno além do qual nada, nem mesmo a luz, pode escapar de um buraco negro], como os restos de estrelas mortas e outros objetos grandes no universo, também têm esse tipo de radiação e, após um período muito longo, isso levaria a que tudo no universo acabasse por evaporar, tal como os buracos negros. Isso muda não apenas nossa compreensão da radiação de Hawking, mas também nossa visão do universo e seu futuro. ”
A teoria quântica de campos afirma que não existe espaço vazio. Em vez disso, o espaço está cheio de pequenas vibrações que, com energia suficiente, podem explodir aleatoriamente em partículas virtuais, liberando pacotes de luz do tamanho de fótons com energia muito baixa.
Hawking previu em um artigo de 1974 que a força gravitacional extrema sentida na boca dos buracos negros – conhecidos como seus horizontes de eventos – chamaria os fótons à existência dessa maneira. A gravidade, conforme indicado pela hipótese da relatividade geral de Einstein, deforma o espaço-tempo, de modo que os campos quânticos ficam mais torcidos quanto mais próximos chegam da tremenda atração gravitacional da peculiaridade de um buraco negro.
Hawking prossegue nos contando que essa distorção resulta em bolsões de tempo irregulares que se movem de maneiras diferentes e subsequentes picos de energia em todo o campo devido à estranheza e incerteza da mecânica quântica. Os fótons aparecem no espaço restrito ao redor dos buracos negros como resultado dessas incompatibilidades de energia, sugando energia do campo do buraco negro para permitir que surjam. Hawking chegou à conclusão de que os buracos negros eventualmente perderiam toda a sua energia e desapareceriam completamente em uma vasta escala de tempo, muito mais longa do que a idade atual do universo, se as partículas escapassem do buraco negro.
Mas se as flutuações quânticas e os fótons só podem ser produzidos por um campo gravitacional, o que impede qualquer objeto com uma massa de distorção do espaço-tempo de produzir radiação Hawking? A radiação de Hawking pode ser produzida em qualquer lugar do espaço ou requer a condição única do horizonte de eventos de um buraco negro? Os autores do novo estudo analisaram a radiação de Hawking através das lentes de um processo há muito previsto conhecido como efeito Schwinger, no qual distorções poderosas causadas por um campo eletromagnético podem, teoricamente, gerar matéria.
Os físicos teóricos tiveram sucesso no desenvolvimento de um modelo matemático que reproduziu com precisão a radiação de Hawking em ambientes caracterizados por uma variedade de intensidades de campo gravitacional, incorporando a estrutura do efeito Schwinger à teoria de Hawking. A nova teoria diz que um horizonte de eventos não é necessário para que energia vaze lentamente de um objeto enorme na forma de luminosidade; o campo gravitacional é suficiente.
“Mostramos que muito além de um buraco negro, a curvatura do espaço-tempo desempenha um grande papel na criação de radiação”, disse o professor de matemática e segundo autor Walter van Suijlekom no comunicado. “As partículas já estão separadas lá [além do buraco negro] pelas forças de maré do campo gravitacional. ”
Não está claro o que a teoria dos pesquisadores realmente significa. É possível que a matéria que compõe as estrelas, estrelas de nêutrons e planetas acabe passando por uma transição de energia para um novo estado de energia ultrabaixa à medida que envelhece. Toda a matéria poderia eventualmente colapsar em buracos negros, que poderiam continuar a liberar luz lentamente até que eles também desaparecessem sem deixar vestígios.
Tudo isso é apenas especulação que precisa ser confirmada (o que é lamentável ou feliz, dependendo de suas preocupações com a evaporação). Os físicos precisarão observar alguma radiação de Hawking sendo produzida em torno de objetos gravitacionalmente densos, como buracos negros, planetas, estrelas ou estrelas de nêutrons, a fim de determinar se é ou não uma previsão precisa do estado futuro do nosso universo. Deve haver muitos lugares para procurar se tudo estiver destinado a desaparecer em um flash de luz fria.
