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A radiação Hawking é um dos processos físicos mais famosos da astronomia. Através da radiação de Hawking, a massa e a energia de um buraco negro escapam com o tempo. É uma teoria brilhante e significa que os buracos negros têm um tempo de vida finito. Se a radiação de Hawking for verdadeira. Porque, por mais famosa que seja, a radiação de Hawking não foi comprovada. A teoria nem sequer é comprovada teoricamente.
Hawking propôs a ideia da radiação do buraco negro enquanto estudava maneiras de integrar a teoria clássica da gravidade de Einstein com a teoria quântica dos átomos e da luz. Não temos uma teoria totalmente quântica da gravidade, então Hawking usou uma abordagem semiclássica, onde a matéria é tratada como quântica enquanto a gravidade é tratada classicamente. A partir disso, Hawking mostrou que os campos quânticos poderiam escapar do horizonte de eventos de um buraco negro.
O processo Hawking é tipicamente representado pela produção de pares virtuais. Uma abordagem da física quântica argumenta que, no vácuo do espaço vazio, pares de partículas podem aparecer e desaparecer espontaneamente devido ao princípio da incerteza de Heisenberg. A “indefinição” da teoria quântica significa que o espaço nunca pode ser verdadeiramente vazio. Em regiões vazias do espaço, essas partículas não têm nenhum efeito real e, portanto, são partículas virtuais. Mas perto do horizonte de eventos de um buraco negro, um membro de um par virtual pode ser preso pelo buraco negro, deixando o outro escapar como radiação real.
A visualização virtual de partículas é atraente, mas tem seus problemas. A abordagem de Hawking pode levar a coisas como o paradoxo do firewall, onde a região perto de um horizonte de eventos de buraco negro deve estar vazia e em chamas com partículas virtuais realizadas. Sem uma abordagem totalmente quântica da gravidade, não podemos resolver esses paradoxos facilmente.
Existem, no entanto, outras abordagens semiclássicas da gravidade além da que Hawking usou. A maioria deles também prevê que os buracos negros irão irradiar, mas argumentam de uma abordagem diferente. Por exemplo, uma abordagem é olhar para a matéria presa dentro de um buraco negro como uma função de onda quântica limitada por intensa gravidade. Como a atração gravitacional de um buraco negro nunca é infinita no horizonte de eventos, a função de onda está essencialmente limitada a um recipiente finito. Por meio de um processo chamado tunelamento quântico, os objetos quânticos podem escapar de qualquer recipiente finito no tempo. Assim, você obtém a radiação do buraco negro sem a necessidade de partículas virtuais.
É aqui que entra um novo estudo. Para este trabalho, a equipe analisou uma formulação diferente da radiação de Hawking, um pouco semelhante à abordagem da função de onda. Eles descobriram que quando se trata de radiação Hawking, o horizonte de eventos de um buraco negro não é particularmente especial. Qualquer massa concentrada, de estrelas de nêutrons a rochas de estimação, tem um poço gravitacional que age como um recipiente finito. Portanto, as partículas quânticas sempre podem escapar. Isso é conhecido há muito tempo, mas o que a equipe mostrou foi que, se você expressar isso em termos das partículas virtuais de Hawking, as partículas virtuais podem se tornar reais perto de qualquer massa, não apenas de buracos negros. Os buracos negros são de longe os geradores mais eficazes de radiação Hawking, mas se você esperar o suficiente, até mesmo sua rocha favorita irradiará sua massa para longe.
Este modelo não muda nossa compreensão dos buracos negros, mas pode ter consequências significativas para a cosmologia de longo prazo. Se tudo desaparecer em um puf de radiação com tempo suficiente, o universo desaparecerá em um mar frio de radiação.
FONTES:
https://www.universetoday.com/161877/if-black-holes-evaporate-everything-evaporates/
https://arxiv.org/pdf/2305.18521.pdf
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