Revista Quanta

2 de agosto de 2023

Um astronauta dentro de um buraco negro descreveria a mesma realidade que um astronauta lá fora?

Kouzou Sakai para a revista Quanta

Funcionário escritor

2 de agosto de 2023

Em agosto de 2013, dezenas de físicos teóricos renomados reuniram-se em Santa Bárbara, Califórnia, para discutir uma crise. Sua tênue compreensão dos buracos negros estava desmoronando. Visto de longe, como se fosse através de um telescópio, um buraco negro deveria se comportar como um planeta, uma estrela ou qualquer outro conglomerado de partículas elementares. Mas se os físicos acreditaram no trabalho de Albert Einstein, como a maioria deles acreditou, então surgiram consequências impossíveis quando consideraram o buraco negro do ponto de vista de alguém dentro dos seus limites.

Uma experiência mental no ano anterior aguçou este choque de perspectivas, encerrando abruptamente um armistício de duas décadas entre aqueles que acreditavam que a visão exterior era a fundamental e aqueles que se centravam na visão interior. De repente, todos os tipos de crenças físicas sacrossantas estavam em debate. Aqueles por trás do experimento mental sugeriram, desesperadamente, que os interiores dos buracos negros poderiam simplesmente não existir – que o espaço-tempo terminava na borda do buraco negro, em uma parede literal de fogo.

Como uma extensão desse pensamento, um participante da conferência chegou a sugerir, em grande parte em tom de brincadeira, que o paradoxo parecia implicar que as leis conhecidas da física poderiam falhar em todos os lugares o tempo todo, uma observação que rendeu uma risada digna de Comedy Cellar. . Um dos participantes mais jovens, Daniel Harlow, pegou o microfone e reagiu com um único “Cara” incrédulo antes de guiar a conversa de volta para um terreno menos herético.

“Houve uma enxurrada” de brainstorming, disse Patrick Hayden, cientista da computação que se tornou físico na Universidade de Stanford. “A disposição das pessoas de arriscar ideias malucas foi chocante.”

Depois de mais uma década de discussões e cálculos, Harlow, agora físico sênior do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, acredita que ele e uma equipe de teóricos emergentes finalmente encontraram o caminho, ou pelo menos um caminho, para quadrar o exterior. e vistas interiores. Ao fazê-lo, estabeleceram uma espécie de détente entre os mundos conflitantes da relatividade e da teoria quântica. A sua resolução, que entrelaça ideias abrangentes da teoria da informação quântica e cálculos inovadores de 2019, é uma tentativa difícil e indutora de dor de cabeça de ter o exterior e manter também grande parte do interior.

“Conseguiram mostrar que, pelo menos em princípio, esta tensão pode ser resolvida”, disse Tom Hartman, físico da Universidade Cornell que encontrou uma característica emblemática da sua teoria noutro modelo de gravidade.

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Stephen Hawking previu que os buracos negros emitem radiação, desencadeando um debate que continua há 50 anos.

Imagens de Santi Visalli/Getty

Embora o seu procedimento atualmente funcione apenas com uma caricatura básica de um buraco negro, ele captura muitas das características peculiares das estrelas em colapso. Se for válido para buracos negros reais, responderá conclusivamente a um conjunto de questões clássicas sobre buracos negros, desde o que um astronauta experimentaria ao cair num buraco negro até ao destino final da informação contida na disposição das suas moléculas.

“Isso representa, até certo ponto, o fim de uma revolução, e não um começo”, disse Geoff Penington, físico da Universidade da Califórnia, em Berkeley, e colaborador do novo trabalho.

“É muito emocionante. Pode estar errado, mas acho que esta é a essência certa”, disse Oliver DeWolfe, físico da Universidade do Colorado, em Boulder, e um dos poucos pesquisadores que desenvolveram a proposta de Harlow e companhia no ano passado.

O grupo se esforça para salvar o interior do buraco negro do sacrifício total, infligindo um ferimento superficial: em uma reviravolta irônica, Harlow e companhia propõem que as leis familiares da física quebram dentro de um buraco negro - e talvez em todos os lugares o tempo todo. Mas eles fazem isso de uma forma até então desconhecida, sutil demais para que alguém percebesse. Na raiz está uma restrição que não vem da matéria ou do espaço-tempo. Em vez disso, provém de argumentos relativos à complexidade – as possibilidades essencialmente intermináveis ​​contidas em vastos volumes de informação quântica.