Física
25/08/2009
Físicos propõem receita para criar buracos negros em laboratório
Físicos da Universidade de Darmouth, nos Estados Unidos, acreditam ter elaborado aquela que pode ser considerada a receita mais exótica de todos os tempos: Como criar um buraco negro.
Quando o assunto são os buracos negros, quase tudo a ser dito vem acompanhado de termos como "acredita-se" ou "imagina-se." Essas regiões misteriosas do espaço, que produzem efeitos bem além do crível ou do imaginável, ainda são fronteiras além das quais quase tudo está por ser desvendado.
Agora, Paul Nation e seus colegas acreditam poder dar uma mãozinha nesse aprendizado: se os cientistas forem capazes de reproduzir em laboratório as condições encontradas em um buraco negro real, então eles poderão finalmente começar a estudá-los diretamente.
Teorias sobre buracos negros
Acredita-se que os buracos negros sejam formados pelo colapso de estrelas super maciças que produzem corpos com uma massa tão grande que sua gravidade não deixa escapar nada, nem mesmo a luz. Qualquer coisa que se aproxime de seus limites - chamado horizonte de eventos - ficará aprisionada para sempre.
Isso deveria tornar o buraco negro cada vez mais denso, maciço e forte. O que significaria que seu horizonte de eventos se alargaria cada vez mais, engoliria mais coisas, levando a um crescimento contínuo do buraco negro.
Mas o físico Stephen Hawking propôs que os buracos negros não são assim tão superpoderosos. Há 35 anos, ele propôs que os buracos negros evaporam lentamente, emitindo uma radiação que hoje é conhecida como radiação de Hawking.
"Hawking demonstrou que os buracos negros irradiam energia de acordo com um espectro termal," diz Nation. "Seus cálculos baseiam-se em pressupostos sobre a física das ultra-altas energias e da gravidade quântica. Como nós não podemos fazer medições em buracos negros reais, nós precisamos de uma forma de recriar esse fenômeno em laboratório a fim de estudá-lo e validar a teoria," diz o físico.
Buracos negros em laboratório
Nation e seus colegas argumentam que uma linha magnética de transmissão de campos pulsantes de micro-ondas contendo um conjunto de dispositivos supercondutores de interferência quântica (SQUID) pode reproduzir em laboratório a radiação de fótons emitida pelos buracos negros.
A receita de simulação de um buraco negro tem a vantagem de se basear em um sistema onde as altas energias e as propriedades quânticas são bem conhecidas e que podem ser diretamente controladas em laboratório, sem oferecer riscos de que o laboratório, ou o planeta inteiro, venha a ser engolido por um buraco negro real.
"Assim, em princípio, esse experimento permite a exploração de uma imitação dos efeitos quânticos gravitacionais," dizem os pesquisadores em seu artigo.
"Nós também poderemos manipular a força do campo magnético aplicado de forma que os dispositivos supercondutores de interferência quântica poderão ser usados para testar a radiação emitida pelos buracos negros além do que foi considerado por Hawking," afirma Miles Blencowe, outro autor da receita de buraco negro.
Buracos negros microscópicos
Esta não é a primeira proposta que se faz para criar um experimento que imite um buraco negro. Alguns cientistas argumentam até mesmo que buracos negros microscópicos poderão ser criados no LHC, o gigantesco colisor de partículas que deverá começar a funcionar até o final deste ano - veja a reportagem Buracos negros microscópicos não vão destruir a Terra, garantem físicos.
Outras propostas de criação de buracos negros incluem fluxos fluidos supersônicos, condensados de Bose-Einstein ultrafrios e cabos de fibras ópticas não-lineares.
Contudo, diz Nation, a radiação de Hawking nesses modelos seria incrivelmente fraca ou mascarada por outros tipos de radiação, como o próprio aquecimento do experimento. Os pesquisadores acreditam que isso não aconteceria no seu aparato, que poderia ainda estudar análogos dos efeitos quânticos gravitacionais.
Fonte: Inovação Tecnológica
Quando o assunto são os buracos negros, quase tudo a ser dito vem acompanhado de termos como "acredita-se" ou "imagina-se." Essas regiões misteriosas do espaço, que produzem efeitos bem além do crível ou do imaginável, ainda são fronteiras além das quais quase tudo está por ser desvendado.
Agora, Paul Nation e seus colegas acreditam poder dar uma mãozinha nesse aprendizado: se os cientistas forem capazes de reproduzir em laboratório as condições encontradas em um buraco negro real, então eles poderão finalmente começar a estudá-los diretamente.
Teorias sobre buracos negros
Acredita-se que os buracos negros sejam formados pelo colapso de estrelas super maciças que produzem corpos com uma massa tão grande que sua gravidade não deixa escapar nada, nem mesmo a luz. Qualquer coisa que se aproxime de seus limites - chamado horizonte de eventos - ficará aprisionada para sempre.
Isso deveria tornar o buraco negro cada vez mais denso, maciço e forte. O que significaria que seu horizonte de eventos se alargaria cada vez mais, engoliria mais coisas, levando a um crescimento contínuo do buraco negro.
Mas o físico Stephen Hawking propôs que os buracos negros não são assim tão superpoderosos. Há 35 anos, ele propôs que os buracos negros evaporam lentamente, emitindo uma radiação que hoje é conhecida como radiação de Hawking.
"Hawking demonstrou que os buracos negros irradiam energia de acordo com um espectro termal," diz Nation. "Seus cálculos baseiam-se em pressupostos sobre a física das ultra-altas energias e da gravidade quântica. Como nós não podemos fazer medições em buracos negros reais, nós precisamos de uma forma de recriar esse fenômeno em laboratório a fim de estudá-lo e validar a teoria," diz o físico.
Buracos negros em laboratório
Nation e seus colegas argumentam que uma linha magnética de transmissão de campos pulsantes de micro-ondas contendo um conjunto de dispositivos supercondutores de interferência quântica (SQUID) pode reproduzir em laboratório a radiação de fótons emitida pelos buracos negros.
A receita de simulação de um buraco negro tem a vantagem de se basear em um sistema onde as altas energias e as propriedades quânticas são bem conhecidas e que podem ser diretamente controladas em laboratório, sem oferecer riscos de que o laboratório, ou o planeta inteiro, venha a ser engolido por um buraco negro real.
"Assim, em princípio, esse experimento permite a exploração de uma imitação dos efeitos quânticos gravitacionais," dizem os pesquisadores em seu artigo.
"Nós também poderemos manipular a força do campo magnético aplicado de forma que os dispositivos supercondutores de interferência quântica poderão ser usados para testar a radiação emitida pelos buracos negros além do que foi considerado por Hawking," afirma Miles Blencowe, outro autor da receita de buraco negro.
Buracos negros microscópicos
Esta não é a primeira proposta que se faz para criar um experimento que imite um buraco negro. Alguns cientistas argumentam até mesmo que buracos negros microscópicos poderão ser criados no LHC, o gigantesco colisor de partículas que deverá começar a funcionar até o final deste ano - veja a reportagem Buracos negros microscópicos não vão destruir a Terra, garantem físicos.
Outras propostas de criação de buracos negros incluem fluxos fluidos supersônicos, condensados de Bose-Einstein ultrafrios e cabos de fibras ópticas não-lineares.
Contudo, diz Nation, a radiação de Hawking nesses modelos seria incrivelmente fraca ou mascarada por outros tipos de radiação, como o próprio aquecimento do experimento. Os pesquisadores acreditam que isso não aconteceria no seu aparato, que poderia ainda estudar análogos dos efeitos quânticos gravitacionais.
Fonte: Inovação Tecnológica
