Estudo selvagem mostra que tudo no universo acabará por evaporar: ScienceAlert

De acordo com uma teoria popular de Stephen Hawking, os buracos negros evaporam com o tempo, perdendo massa gradualmente na forma de um tipo estranho de radiação, à medida que seu horizonte de eventos causa estragos nos campos quânticos circundantes.

Mas acontece que a inclinação dramática do horizonte de eventos pode não ser tão importante para esse processo, afinal. De acordo com uma nova pesquisa dos astrofísicos Michael Wondrak, Walter van Suelekom e Heino Falk, da Radboud University, na Holanda, uma queda suficientemente acentuada na curvatura do espaço-tempo poderia fazer o mesmo.

Isso significa que a radiação de Hawking, ou algo muito semelhante a ela, pode não estar limitada aos buracos negros. Pode estar em todos os lugares, o que significa que o universo está evaporando muito lentamente diante de nossos olhos.

“Nós mostramos” Wondrak dizAlém da conhecida radiação Hawking, existe também uma nova forma de radiação.

A radiação Hawking é algo que nunca pudemos observar, mas a teoria e os experimentos sugerem que é plausível.

Aqui está uma explicação muito simplificada de como funciona. Se você sabe alguma coisa sobre buracos negros, provavelmente são insetos cósmicos, devorando tudo ao seu redor com a força da gravidade, com fim implacável, certo?

Bem, até certo ponto é esse o caso, mas os buracos negros não têm mais atração gravitacional do que qualquer outro objeto de massa equivalente. O que eles têm é densidade: muita massa compactada em um espaço muito, muito pequeno. Dentro de uma certa distância de um objeto tão denso, a força da gravidade torna-se tão forte que a velocidade de escape – a velocidade necessária para escapar – é impossível. E mesmo a velocidade da luz no vácuo, que é a coisa mais rápida do universo, não é suficiente. Essa proximidade é conhecida como horizonte de eventos.

Hawking mostrou matematicamente que os horizontes de eventos podem ser sobrepostos por uma mistura complexa de altos e baixos Ondular através do caos dos campos quânticos. Ondas que normalmente se anulam não o fazem mais, levando a um desequilíbrio de potencial que produz novas partículas.

A energia dentro dessas partículas geradas espontaneamente está diretamente conectada ao buraco negro. Pequenos buracos negros verão partículas de alta energia se formarem perto do horizonte de eventos, o que rapidamente levará grandes quantidades de energia do buraco negro e fará com que o objeto denso desapareça rapidamente.

Grandes buracos negros brilham com luz fria de maneiras difíceis de detectar, fazendo com que o buraco negro perca gradualmente sua energia como massa por um longo período de tempo.

a Um fenômeno muito semelhante hipoteticamente ocorre em campos elétricos. Conhecido como efeito Schwinger, flutuações fortes o suficiente em um campo quântico elétrico podem interromper o equilíbrio de partículas virtuais de elétrons e pósitrons, fazendo com que algumas apareçam. Ao contrário da radiação Hawking, o efeito Schwinger não precisa de um horizonte – apenas um campo forte e surpreendente.

Wondrak e seus colegas se perguntaram se havia uma maneira pela qual as partículas aparecem no espaço-tempo curvo semelhante ao efeito Schwinger. Wondrak e seus colegas reproduziram matematicamente o mesmo efeito sob uma variedade de condições gravitacionais.

“Nós mostramos que longe do buraco negro, a curvatura do espaço-tempo desempenha um grande papel na causa da radiação.” explica van Suijlekom. “As partículas já estão separadas lá pelas forças de maré do campo gravitacional.”

Qualquer coisa adequadamente massiva ou densa pode produzir uma curvatura significativa do espaço-tempo. Basicamente, o campo gravitacional desses objetos faz com que o espaço-tempo se deforme. Os buracos negros são o exemplo mais extremo, mas o espaço-tempo também se curva em torno de outras estrelas mortas densas, como estrelas de nêutrons e anãs brancas, bem como objetos extremamente massivos, como aglomerados de galáxias.

Os pesquisadores descobriram que, nesses cenários, a gravidade ainda pode afetar as flutuações nos campos quânticos o suficiente para causar novas partículas muito semelhantes à radiação de Hawking, sem a necessidade de um estímulo no horizonte de eventos.

“Isso significa que objetos que não possuem um horizonte de eventos, como restos de estrelas mortas e outros grandes objetos do universo, também possuem esse tipo de radiação”, disse. Falk diz.

“E depois de muito tempo, acabará evaporando tudo no universo, assim como os buracos negros. Isso muda não apenas nossa compreensão da radiação de Hawking, mas também nossa visão do universo e seu futuro.”

No entanto, você não precisa se preocupar com o futuro próximo. Seria necessário um buraco negro igual à massa do Sol (o diâmetro do horizonte de eventos 6 quilômetros apenas Ou 3,7 milhas, a propósito) 10⁶⁴ anos evaporar.

Temos tempo para matar antes de todos desaparecermos em uma fria explosão de luz.

Pesquisa publicada em Cartas de revisão físicae está disponível em arXiv.