Um experimento de laboratório parece validar uma ideia sobre buracos negros proposta por ninguém menos que o físico teórico Stephen Hawking. Além disso, a ideia - os buracos negros emitem energia chamada radiação de Hawking ao longo do tempo e encolhem gradualmente - parece contra-intuitiva. Como isso pode ser verdade? Todos nós já ouvimos que nada pode escapar da atração gravitacional de um buraco negro. Nem mesmo luz!

Vamos recuar um segundo e aprender o que os buracos negros não são. Eles não são nada. Para que a teoria quântica seja verdadeira, o nada real não é uma coisa. Como minha tia adora dizer, “É sempre alguma coisa.” Embora eu não ache que ela estivesse falando sobre buracos negros.

Então, o que é um buraco negro? É o que sobra depois que uma estrela massiva morre. As estrelas têm uma massa enorme, o que significa que eles também exercem uma forte atração gravitacional. Enquanto uma estrela está ativa, as reações de fusão em seu núcleo se equilibram com a atração gravitacional de sua massa e a estrela mantém sua forma. Mas com o tempo, o combustível para as reações de fusão começa a escassear, e a gravidade começa a vencer o cabo de guerra.

Como resultado, a estrela fica menor e mais densa. Ele começa a puxar mais material para dentro, em direção ao núcleo. O núcleo aquece quando isso acontece. Eventualmente, você obtém energia suficiente para uma explosão - a estrela se transforma em supernova. A estrela lança energia e matéria para fora com uma força enorme, mas o núcleo gasto permanece, maciço e denso.

Que gastou o núcleo dobra espaço-tempo, afundando nele. É como colocar uma bola de boliche pesada em um trampolim. O peso da bola deforma o trampolim, fazendo com que afundasse. Os buracos negros fazem a mesma coisa com o espaço-tempo, apenas eles o fazem em mais de duas dimensões.

Em torno da abertura do buraco está o horizonte de eventos. Depois de passar por essa linha, você pertence ao buraco negro. Isso se aplica até mesmo à própria luz. Mas se isso for verdade, como os buracos negros podem irradiar energia? Como Stephen Hawking poderia estar certo?

A teoria quântica nos diz que mesmo em um buraco negro haveria campos de energia flutuantes. As flutuações geram pares de fótons. Mais frequentes do que não, os fótons destroem uns aos outros, como membros de uma boy band que finalmente se cansou de fazer turnês.

Mas às vezes um fóton aparecerá na borda interna do horizonte de eventos enquanto o outro está na borda externa. O fóton mais interno está condenado e é puxado para dentro do buraco negro. O fóton recém-divorciado na borda externa se afasta para o espaço sideral. Esta é a radiação Hawking. Você pode ouvir Neil deGrasse Tyson explicar a radiação Hawking e o desaparecimento de buracos negros neste vídeo:

De acordo com a hipótese de Hawking, o fóton que cai no buraco negro o faz encolher um pouquinho por ter energia negativa. E Hawking também propõe que um buraco negro destrói informações, algo que vai contra a ideia de que a quantidade total de informações dentro do universo é uma constante.

E agora, Afinal, chegamos ao experimento. O físico experimental Jeff Steinhauer simulou um buraco negro no laboratório e observou o que pareciam ser emissões de radiação Hawking. Ele criou o buraco negro acústico usando átomos ultracold que criam partículas virtuais de som chamadas fônons. Assim como um buraco negro real cria fótons virtuais que às vezes se tornam reais, o buraco negro simulado cria pacotes de som.

Quando o buraco negro simulado cria um par real de fônons, um é capturado por uma região supersônica e fica preso. Isso é semelhante a um fóton sendo engolido por um buraco negro real, diminuindo o buraco negro no processo.

O experimento de laboratório não é uma prova conclusiva de que Hawking estava certo. Alguns físicos pensam que igualar o buraco negro artificial a um buraco negro astronômico é um salto muito grande. Pode ser que o que vale para um não seja o caso para o outro. E as flutuações induzidas por Steinhauer podem apenas se assemelhar àquelas encontradas no vácuo do espaço, o que significa que os resultados podem ser enganosos.

Os cientistas precisariam replicar o experimento de Steinhauer para ter certeza de que os resultados são válidos. Mesmo assim, pode demorar um pouco até que a comunidade científica em geral esteja pronta para considerar os resultados como suporte para as previsões de Stephen Hawking na década de 1970. Mas é possível que estejamos um passo mais perto de uma compreensão mais completa do misterioso buraco negro.