Os cientistas descobriram como criar um modelo de buraco negro na Terra – tudo funcionará no nível quântico

Cientistas da Universidade de Amsterdã, na Holanda, criaram um modelo relativamente simples de buraco negro que pode ser reproduzido com relativa facilidade em laboratório. Experimentos com modelos de buracos negros representam um novo nível de estudo desses objetos, que são inacessíveis para nós na natureza. Isso promete fornecer material extenso para a descoberta de muitos novos fenômenos fundamentais na física, que não podem ser alcançados apenas pela matemática.

Fonte da imagem: Yukterez/Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

A modelagem física do comportamento de um buraco negro é possível devido às propriedades quânticas desses fenômenos. Mais precisamente, a modelagem de fenômenos quânticos permite identificá-los com o comportamento dos buracos negros. Além do horizonte de eventos dos buracos negros, a luz e outras radiações eletromagnéticas não podem deixar o objeto. Mas no nível dos fenômenos quânticos, as partículas podem penetrar além do horizonte de eventos, que é chamado de radiação Hawking.

Na natureza, a radiação Hawking não pode ser detectada por nenhum dispositivo – é semelhante à radiação térmica e é milhões de vezes mais fraca que a radiação cósmica de fundo em micro-ondas. O valor do modelo físico de um buraco negro proposto pelos cientistas holandeses reside no facto de permitir registar uma imitação da radiação de Hawking com uma precisão que corresponde matematicamente ao comportamento natural dos buracos negros.

O modelo de buraco negro proposto pelos físicos é uma cadeia linear de átomos ao longo da qual os elétrons podem se mover. O sistema é configurado de forma a ter seu próprio horizonte de eventos – uma barreira pela qual os elétrons não conseguem passar. Ao mesmo tempo, experimentos mostraram que o efeito de transição de tunelamento dos elétrons, bem conhecido no mundo quântico, se manifesta por completo, permitindo que eles penetrem por trás do “horizonte de eventos” do modelo do buraco negro.

A superação do horizonte de eventos artificial por elétrons foi acompanhada por um notável aumento de temperatura, que correspondia a cálculos teóricos para um sistema equivalente de buracos negros. Este fenômeno foi amplamente reminiscente da radiação de Hawking. Na natureza não podemos registrar tais fenômenos, mas em laboratório parece que tudo isso se presta a modelagem e estudo.