Buraco negro poderá ser visto como um holograma

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/08/2019

A ideia é visualizar o buraco negro como um holograma 3D a partir de um experimento de mesa.
[Imagem: Hashimoto et al. - 10.1103/PhysRevLett.123.031602]

Buracos negros holográficos

Físicos japoneses idealizaram um experimento holográfico que cabe sobre uma mesa para simular a física de um buraco negro.

Além disso, os cálculos do trio podem levar a uma teoria mais completa da gravidade quântica que harmonize a mecânica quântica e a relatividade.

Recentemente, o Telescópio Horizonte de Eventos mostrou o círculo brilhante, chamado anel de Einstein, produzido pela luz que escapa do alcance da imensa gravidade do buraco negro, o chamado horizonte de eventos. Esse anel de luz, de acordo com a teoria da relatividade geral, surge porque o tecido do espaço-tempo se torna tão distorcido pela massa do buraco negro que funciona como uma enorme lente.

Infelizmente, nossa compreensão dos buracos negros permanece incompleta porque a teoria da relatividade geral, usada para descrever as leis da natureza na escala das estrelas e galáxias, não é atualmente compatível com a mecânica quântica, usada para explicar como o Universo funciona em escalas muito pequenas. Como os buracos negros, por definição, têm uma massa enorme compactada em um espaço minúsculo, é necessário reconciliar essas teorias conflitantes para entendê-los completamente.

Uma possível abordagem para resolver essa discrepância entre relatividade e mecânica quântica é chamada de teoria das cordas, que propõe que toda a matéria é feita de minúsculas cordas vibratórias. Uma versão dessa teoria prediz uma correspondência entre as leis da física que percebemos em nossas quatro dimensões (três dimensões do espaço mais o tempo) e as cordas em um espaço com uma dimensão extra.

Isso é comumente conhecido como uma "dualidade holográfica" - ou dualidade de Maldacena - porque lembra uma placa holográfica bidimensional que contém todas as informações de um objeto 3D.

O experimento permite calcular até o raio do anel de Einstein, que depende da temperatura.
[Imagem: Hashimoto et al. - 10.1103/PhysRevLett.123.031602]

Holograma de buraco negro

O trio de físicos japoneses aplicou esse conceito da dualidade holográfica para mostrar como a superfície de uma esfera, que tem duas dimensões, pode ser usada em um experimento de mesa para modelar um buraco negro em três dimensões.

Nessa configuração, a luz que emana de um ponto da esfera é medida em outro, o que deve mostrar o buraco negro se o material esférico permitir a holografia.

"A imagem holográfica de um buraco negro simulado, se observada por esse experimento de mesa, pode servir como uma entrada para o mundo da gravidade quântica," disse Koji Hashimoto, da Universidade de Osaka.

O desafio agora é encontrar o material adequado para construir a esfera e, depois de um paciente trabalho de ajustes e configurações, verificar se a imagem 3D de um buraco negro emerge holograficamente do experimento.

"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," disse Keiju Murata, coidealizador do experimento.

Bibliografia:

Artigo: Einstein Rings in Holography
Autores: Koji Hashimoto, Shunichiro Kinoshita, Keiju Murata
Revista: Physical Review Letters
Vol.: 123, 031602
DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.031602