A característica mais marcante de um buraco negro é o seu Horizonte de Eventos. O Horizonte de Eventos é uma região do espaço que demarca a distância a partir da qual nada mais escapa do Buraco Negro, nem mesmo a luz.
Pelo menos é assim que funcionam os buracos negros previstos pela Teoria da Relatividade. Entretanto, uma nova teoria que foi formulada pelos físicos Ahmed Farag Ali, Mir Faizal e Barum Majumder propõe que o buraco negro não pode ser posicionado em qualquer local.
Para a nova teoria, chamada “gravity rainbow” (“gravidade arco-íris”, numa tradução livre), o espaço não exite abaixo de certo limite de comprimento, assim como o tempo não existe abaixo de certo limite de tempo.
Gravidade Arco-Íris e a quantização do espaço-tempo
É como se você fosse cortando uma régua, e obtendo pedaços menores, e cortando estes menores, até chegar às moléculas, átomos, partículas subatômicas, e continua cortando, até que chega um ponto em que não há mais o que cortar, a distância que sobra é a mínima, e não pode ser cortada. Mais ainda, só existe espaço nos limites desta distância, não dentro dela. O espaço seria, então, quantizado, ou, como dizem os cientistas, “discreto”.
Segundo a nova teoria, se o horizonte de eventos do buraco negro cair em uma destas posições que não existe, o próprio buraco negro não existe. Parece absurdo? Parece. Existem muitas teorias que tentam unificar a Teoria da Relatividade com a Mecânica Quântica, e boa parte delas funciona, mas exige que o espaço e o tempo também sejam discretos, e não contínuos.
Outra ideia que faz parte de muitas destas teorias é que a partir deles a energia de uma partícula não pode crescer indefinidamente, mas tem um limite máximo. Esta restrição pode ser combinada com a Teoria da Relatividade Especial e o resultado é chamado de Teoria da Relativiade Duplamente Especial, ou DSR.
O que os físicos fizeram foi generalizar a DSR fazendo incluir a gravidade, e o resultado é a “gravity rainbow”. Da mesma forma que a Relatividade prevê que a matéria curva o espaço-tempo, também a “gravity rainbow”, só que com um diferencial, a curvatura muda conforme a energia que está sendo observada.
O Paradoxo da Informação
Um aspecto interessante desta teoria maluca é que ela pode resolver um paradoxo de 40 anos, o Paradoxo da Informação. Segundo Stephen Hawking, os buracos negros evaporam na forma da radiação Hawking, e acabam desaparecendo, mas o que acontece com a informação dos corpos que caíram dentro do Buraco Negro? O paradoxo é que ela não pode desaparecer, mas depois que o buraco negro evapora completamente, não sobra nada, nem mesmo a informação.
A explicação mais completa para o paradoxo é chamada de complementaridade de buracos negros, e se baseia na ideia de que um observador caindo em um buraco negro, e um observador que esteja à distância, observando a queda, vêem duas coisas completamente diferentes.
O observador que está entrando vê a informação passar pelo horizonte de eventos, mas para o observador distante, ele nunca chega a atingir o horizonte de eventos, devido a alguns estranhos efeitos relativísticos da dilatação do tempo. O observador remoto vê a informação ser refletida para fora do horizonte de eventos na forma de radiação. Como os dois observadores não podem se comunicar, não há paradoxo.
A resposta para este paradoxo, pela teoria da “gravity rainbow”, é que, como não existe horizonte de eventos abaixo de certo comprimento, o observador remoto vê o observador que está caindo no buraco negro atravessar o horizonte de eventos em um tempo finito. Em outras palavras, ele vê o colega caindo no buraco negro.
Segundo Ali, Faizal e Majumder, os problemas e mistérios que cercam o buraco negro decorrem do espaço e do tempo serem descritos a uma escala em que eles não existem. E como não há espaço nem tempo abaixo de certa escala, não tem nada que impeça a informação de sair do buraco negro.
Para quem quiser ler o trabalho em que os cientistas explicam como a “gravity rainbow” soluciona o paradoxo da informação, basta clicar aqui. Será que esta teoria será a resposta para a física e vai acabar com os paradoxos e problemas decorrentes da tentativa de associar a Teoria da Relatividade com a Mecânica Quântica? [PhysOrg]