09/03/2022 - 7:51
Um físico do instituto de pesquisa Riken (Japão) e dois colegas americanos descobriram que um “buraco de minhoca”, ou wormhole – uma ponte que liga regiões distantes do universo – ajuda a esclarecer o mistério do que acontece com as informações sobre a matéria consumida pelos buracos negros.
A teoria da relatividade geral de Einstein prevê que nada que caia em um buraco negro pode escapar de suas garras. Mas na década de 1970, Stephen Hawking calculou que os buracos negros deveriam emitir radiação quando a mecânica quântica, a teoria que governa o reino microscópico, é considerada. “Isso é chamado de evaporação do buraco negro porque o buraco negro encolhe, assim como uma gota de água evaporando”, explicou Kanato Goto, do Riken Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences e autor correspondente do estudo, publicado na revista Journal of High Energy Physics.
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Isso, no entanto, levou a um paradoxo. O buraco negro acabará por evaporar completamente – assim como qualquer informação sobre seu conteúdo engolido. Mas isso contradiz um ditado fundamental da física quântica: que a informação não pode desaparecer do universo. “Isso sugere que a relatividade geral e a mecânica quântica, como estão atualmente, são inconsistentes entre si”, afirmou Goto. “Temos de encontrar uma estrutura unificada para a gravidade quântica.”
Rota de fuga
Muitos físicos suspeitam que a informação escapa, codificada de alguma forma na radiação. Para investigar, eles calculam a entropia da radiação, que mede quanta informação é perdida da perspectiva de alguém fora do buraco negro. Em 1993, o físico Don Page calculou que, se nenhuma informação for perdida, a entropia inicialmente crescerá, mas cairá para zero à medida que o buraco negro desaparece.
Quando os físicos simplesmente combinam a mecânica quântica com a descrição padrão de um buraco negro na relatividade geral, Page parece estar errado – a entropia cresce continuamente à medida que o buraco negro encolhe, indicando que a informação é perdida.
Mas, recentemente, os físicos exploraram como os buracos negros imitam os buracos de minhoca – fornecendo uma rota de fuga para informações. Esse não é um buraco de minhoca no mundo real, mas uma maneira de calcular matematicamente a entropia da radiação, observou Goto. “Um buraco de minhoca conecta o interior do buraco negro e a radiação externa, como uma ponte.”
Nova geometria
Quando Goto e seus colegas realizaram uma análise detalhada combinando a descrição padrão e uma imagem do buraco de minhoca, seu resultado correspondeu à previsão de Page, sugerindo que os físicos estão certos em suspeitar que a informação é preservada mesmo após o desaparecimento do buraco negro.
“Descobrimos uma nova geometria do espaço-tempo com uma estrutura semelhante a um buraco de minhoca que havia sido negligenciada em cálculos convencionais”, disse Goto. “A entropia calculada usando esta nova geometria dá um resultado completamente diferente.”
Mas isso levanta novas questões. “Ainda não conhecemos o mecanismo básico de como a informação é transportada pela radiação”, afirmou Goto. “Precisamos de uma teoria da gravidade quântica.”
