Uma equipe de pesquisa da Universidade de Osaka, A Nihon University e a Chuo University propuseram um novo arcabouço teórico cujo experimento poderia ser realizado em um laboratório para entender melhor a física dos buracos negros. Este projeto pode lançar luz sobre as leis fundamentais que governam o cosmos em escalas inimaginavelmente pequenas e imensamente grandes.

Recentemente, o mundo ficou paralisado quando as primeiras imagens de um buraco negro foram divulgadas pelo Event Horizon Telescope. Ou, para ser mais preciso, as fotos mostraram o círculo brilhante, chamado de anel de Einstein, feito pela luz que escapou por pouco do alcance da imensa gravidade do buraco negro. Este anel de luz foi devido ao fato de que, de acordo com a teoria da relatividade geral, a própria estrutura do espaço-tempo torna-se tão contorcida pela massa do buraco negro que age como uma lente enorme.

Infelizmente, nossa compreensão dos buracos negros permanece incompleta, porque a teoria da relatividade geral - que é usada para descrever as leis da natureza na escala das estrelas e galáxias - não é atualmente compatível com a mecânica quântica, nossa melhor teoria de como o Universo opera em escalas muito pequenas. Desde os buracos negros, por definição, tem uma enorme massa comprimida em um espaço minúsculo, reconciliar essas teorias extremamente bem-sucedidas, mas até agora conflitantes, é necessário para entendê-las.

Uma abordagem possível para resolver esse enigma é chamada de teoria das cordas, que afirma que toda a matéria é feita de cordas vibrantes muito pequenas. Uma versão dessa teoria prevê uma correspondência entre as leis da física que percebemos em nossas quatro dimensões familiares (três dimensões de espaço mais tempo) e cordas em um espaço com uma dimensão extra. Isso às vezes é chamado de "dualidade holográfica, "porque é uma reminiscência de uma placa holográfica bidimensional que contém todas as informações de um objeto 3-D.

Na pesquisa recém-publicada, Os autores, Koji Hashimoto (Universidade de Osaka), Keiju Murata (Nihon University) e Shunichiro Kinoshita (Chuo University) aplicam este conceito para mostrar como a superfície de uma esfera, que tem duas dimensões, pode ser usado em um experimento de mesa para modelar um buraco negro em três dimensões. Nesta configuração, a luz que emana de uma fonte em um ponto da esfera é medida em outro, que deve mostrar o buraco negro se o material esférico permitir holografia.

"A imagem holográfica de um buraco negro simulado, se observado por este experimento de mesa, pode servir de entrada para o mundo da gravidade quântica ”, afirma o autor Hashimoto. Os pesquisadores também calcularam o raio do anel de Einstein que seria observado se essa teoria fosse correta.

"Nossa esperança é que este projeto mostre o caminho a seguir para uma melhor compreensão de como nosso Universo realmente opera em um nível fundamental, "diz o autor Keiju Murata.