Usando um microtornado de hélio-4 líquido, o laboratório criou o modelo mais preciso de um buraco negro

Um grupo de cientistas britânicos publicou um artigo na revista Nature no qual relatou a criação do modelo mais preciso de um buraco negro. A observação direta desses objetos na natureza é extremamente difícil porque os buracos negros bloqueiam a radiação eletromagnética. Portanto, a modelagem laboratorial é uma das formas de estudar suas propriedades e compará-las com conceitos teóricos.

Fonte da imagem: geração AI Kandinsky 3.0/avalanche noticias

Como base para um modelo de laboratório de um buraco negro, cientistas da Universidade de Nottingham, do King’s College London e da Universidade de Newcastle apresentaram o isótopo hélio-4 resfriado a um estado superfluido. A substância foi resfriada a -271°C e centrifugada em um funil.

Num dos primeiros estudos, os cientistas notaram que o funil de água se assemelha fortemente aos fenómenos gravitacionais de distorção do espaço-tempo perto dos buracos negros. Usar um líquido em estado superfluido com resfriamento quase ao zero absoluto para modelagem introduz propriedades quânticas no processo, e este é o caminho para a teoria quântica de campos e a essência do comportamento quântico dos buracos negros. Pelo menos no nível da mecânica quântica, vários processos devem ocorrer da mesma maneira e isso pode ser correlacionado com a teoria.

«A utilização de hélio superfluido permitiu-nos estudar pequenas ondas superficiais com maior detalhe e precisão do que nas nossas experiências anteriores em água, explicou o físico Patrik Švančara, da Universidade de Nottingham, que liderou o estudo. “Como a viscosidade do hélio superfluido é extremamente pequena, fomos capazes de estudar cuidadosamente sua interação com um tornado superfluido e comparar os resultados com nossas próprias previsões teóricas.”

Fonte da imagem: Leonardo Solidoro

Ao estudar o “tornado num vidro”, os investigadores conseguiram identificar semelhanças entre o fluxo do vórtice e o efeito de um buraco negro giratório no espaço-tempo curvo que o rodeia. Em particular, os investigadores observaram ondas estacionárias análogas aos estados ligados de um buraco negro e excitações análogas ao fecho do anel de um buraco negro recém-formado. E isto é apenas o começo. Agora que os investigadores demonstraram que a sua experiência funciona como pretendiam, o “vórtice” está preparado para abrir um novo campo da ciência dos buracos negros.