O Universo inteiro vai evaporar, e não apenas os buracos negros

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/06/2023

As teorias para a extração de energia dos buracos negros também poderão se tornar mais genéricas.
[Imagem: ParallelVision/Pixabay]

Evaporação cósmica

As flutuações naturais e constantes que permeiam o espaço vazio dão origem espontaneamente a pares de partículas e antipartículas - é por isso que agora os físicos falam sobre o vácuo quântico, já que ele nunca está inteiramente vazio, como poderia estar no conceito que vigorou por milênios.

Normalmente esses pares se aniquilam rapidamente, por isso são chamadas de partículas virtuais. Mas um campo de energia forte o bastante consegue separar os membros de um par por tempo suficiente para que sua existência se torne real - é por isso que é possível criar luz e matéria a partir do vácuo ou mesmo energia negativa.

Os cientistas usam lasers para criar essas partículas do nada em laboratório, mas esse é um fenômeno que pode acontecer sob qualquer campo de energia forte o suficiente - ao redor dos buracos negros por exemplo.

Stephen Hawking foi quem percebeu que, se um par partícula-antipartícula vier à existência perto do horizonte de eventos de um buraco negro, o campo gravitacional descomunal pode desfazer esse par, deixando um dos membros cair no buraco negro, enquanto o outro escapa.

Essa é a famosa evaporação do buraco negro, que quebrou a noção anterior de que nada poderia escapar desses monstros devoradores de mundos - o material que escapa é conhecido como radiação Hawking, uma espécie de "brilho dos buracos negros".

Mas esta parece não ser toda a história. Na verdade, a descoberta de Hawking parece ser apenas um caso especial de um fenômeno geral.

Esquema do mecanismo de produção de partículas em um espaço-tempo de Schwarzschild. A taxa de eventos de produção de partículas é maior em pequenas distâncias, enquanto a probabilidade de escape (representada pelo aumento do cone de escape) é maior em grandes distâncias.
[Imagem: Michael F. Wondrak et al. - 10.48550/arXiv.2305.18521]

Não são só os buracos negros que evaporam

Um trio de pesquisadores da Universidade Radboud, nos Países Baixos, demonstrou agora que o fenômeno da evaporação cósmica pode de fato acontecer em um horizonte de eventos, mas nem de longe depende da presença dessa fronteira.

Eles combinaram técnicas de física, astronomia e matemática para examinar em maiores detalhes o que acontece quando esses pares de partículas virtuais são criados nos arredores dos buracos negros. Os resultados mostraram que novas partículas podem na verdade ser criadas e separadas em uma faixa muito mais ampla, muito além do horizonte de eventos.

"Demonstramos que, além da conhecida radiação Hawking, também existe uma nova forma de radiação," disse Michael Wondrak, membro da equipe.

Ao levar em conta todos os caminhos que um par de partículas virtuais poderia tomar durante sua breve existência, as novas equações mostraram que um campo suficientemente forte desestabiliza o vácuo, o que torna alguns caminhos mais prováveis do que outros. Isso leva a um déficit de parceiros para se recombinar e se destruir.

Essa descompensação entre partículas de matéria e antimatéria é compensada então por uma saída líquida de partículas, que se tornaram partículas reais, criando assim um jato de radiação.

"Isso significa que objetos sem um horizonte de eventos, como restos de estrelas mortas e outros grandes objetos do Universo, também possuem esse tipo de radiação. E, depois de um período muito longo, isso faria com que tudo no Universo acabe evaporando, assim como os buracos negros. Isso muda não apenas nossa compreensão da radiação de Hawking, mas também nossa visão do Universo e do seu futuro," concluiu o professor Heino Falcke.

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