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Cientistas criaram um análogo de buraco negro desenvolvido em laboratório para testar uma das teorias mais famosas de Stephen Hawking – e ele se comporta exatamente como ele previu.
O experimento, criado usando uma cadeia de átomos para simular o horizonte de eventos de um buraco negro, acrescentou mais evidências à teoria de Hawking de que os buracos negros deveriam emitir um leve brilho de radiação de partículas virtuais surgindo aleatoriamente perto de seus limites. . Além do mais, os pesquisadores descobriram que a maioria das partículas de luz, ou fótons, deve ser produzida em torno das bordas dos monstros cósmicos. A equipe publicou suas descobertas em 8 de novembro na revista Physical Review Research .
De acordo com a teoria quântica de campos, não existe vácuo vazio. Em vez disso, o espaço está repleto de pequenas vibrações que, se imbuídas de energia suficiente, explodem aleatoriamente em partículas virtuais – pares partícula-antipartícula que quase imediatamente se aniquilam, produzindo luz. Em 1974, Stephen Hawking previu que a força gravitacional extrema sentida na boca dos buracos negros – seus horizontes de eventos – convocaria os fótons à existência dessa maneira. A gravidade, de acordo com a teoria da relatividade geral de Einstein, distorce o espaço-tempo , de modo que os campos quânticos ficam mais distorcidos à medida que se aproximam do imenso puxão gravitacional da singularidade de um buraco negro .
Mas detectar a luz hipotética diretamente é algo que os astrofísicos provavelmente nunca conseguirão. Em primeiro lugar, existem os desafios consideráveis apresentados tanto por viajar para um buraco negro – o mais próximo conhecido a 1.566 anos-luz da Terra – e, uma vez lá, não ser sugado e espaguetizado por sua imensa atração gravitacional. Em segundo lugar, acredita-se que o número de fótons Hawking surgindo em torno de buracos negros seja minúsculo; e na maioria dos casos seria abafado por outros efeitos de produção de luz, como os raios X de alta energia cuspidos da matéria girando em torno do precipício do buraco negro.
Na ausência de um buraco negro real, os físicos começaram a procurar a radiação de Hawking em experimentos que simulam suas condições extremas. Em 2021, os cientistas usaram uma linha unidimensional de 8.000 átomos super-resfriados e confinados a laser do elemento rubídio, um metal macio, para criar partículas virtuais na forma de excitações semelhantes a ondas ao longo da cadeia.
Agora, outro experimento de cadeia de átomos alcançou um feito semelhante, desta vez ajustando a facilidade com que os elétrons podem pular de um átomo para o próximo na linha, criando uma versão sintética do horizonte de eventos de distorção do espaço-tempo de um buraco negro. Depois de ajustar essa cadeia para que parte dela caísse sobre o horizonte de eventos simulado, os pesquisadores registraram um pico de temperatura na cadeia – um resultado que imitou a radiação infravermelha produzida em torno dos buracos negros. A descoberta sugere que a radiação de Hawking pode surgir como um efeito do emaranhamento quântico entre partículas posicionadas em ambos os lados de um horizonte de eventos.
FONTES:
https://www.livescience.com/synthetic-electron-black-hole-matches-hawking-prediction
https://journals.aps.org/prresearch/pdf/10.1103/PhysRevResearch.4.043084
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