Os lasers serão capazes de resolver o paradoxo da informação dos buracos negros?

Os lasers serão capazes de resolver o paradoxo da informação dos buracos negros?

Dois pesquisadores declararam sua intenção de participar da corrida pela solução do paradoxo informacional dos buracos negros, em que toda a física teórica está envolvida há muitos anos, com uma nova ferramenta - um laser.

Então, o que os lasers podem fazer com buracos negros? Naturalmente, não são os pequenos aparelhos com a ajuda dos quais muitos entretêm seus gatos, isto é, a radiação laser, como o conceito subjacente da física, e sua aplicação à informação desaparecendo em um buraco negro.

A palavra “laser”, em geral, é uma abreviação, significa “amplificação do brilho por emissão estimulada” (Amplificação de Luz por Emissão Estimulada de Radiação). Em sua forma mais simples, a radiação laser é gerada pela interação de um fóton com um átomo excitado, que copia e produz um aumento de brilho. Nesse processo, são criados raios de luz coerentes e colimados, amplamente utilizados nas comunicações, na indústria e no entretenimento.

Os lasers serão capazes de resolver o paradoxo da informação dos buracos negros?

Chris Adami

Chris Adami, um professor de física da Universidade de Michigan, compara um laser a uma copiadora que pode fazer duas cópias idênticas de qualquer coisa. Se aplicarmos esse mecanismo ao horizonte de eventos, de acordo com Adami, podemos obter uma solução para o chamado “paradoxo da parede de fogo” na fronteira dos buracos negros.

Uma edição de 7 de abril da Classical and Quantum Gravity publicou um artigo conjunto de Chris Adami e Greg Veg Stig (Greg Ver Steeg) da Universidade do Sul da Califórnia em Los Angeles baseado neste estudo. O muro de fogo (firewall) não se tornou uma solução universalmente reconhecida no mundo da física ao longo de décadas de debate sobre o desaparecimento de informações em buracos negros.

Nos anos setenta, o famoso pesquisador de buraco negro Stephen Hawking supôs que os buracos negros não são tão negros. De acordo com a visão de física quântica de Hawking, pares de partículas virtuais aparecem de repente, destroem-se mutuamente e desaparecem rapidamente. E mesmo à beira do horizonte de eventos há um ponto em que a distorção espaço-temporal é tão forte que até a radiação não pode escapar do controle de um buraco negro. Consequentemente, uma partícula virtual pode ficar presa e evitar ser destruída por seu “parceiro”, tornando-se uma verdadeira e pegando um minúsculo pedaço de material de um buraco negro.

Os lasers serão capazes de resolver o paradoxo da informação dos buracos negros?

Essa pequena "evaporação" da massa foi chamada de radiação Hawking e mudou radicalmente nossa visão dos buracos negros - acontece que eles evaporam e, mais cedo ou mais tarde (dependendo da massa), desaparecem. Descobriu-se que os buracos negros não são tão permanentes quanto pensávamos.

O conceito de "radiação Hawking" marcou o surgimento de uma questão teórica vital e enferma, que se resumia a como os buracos negros interagem com a informação. Afinal, no final, toda informação que cai em um buraco negro entra em colapso e desaparece, evaporando completamente. E tal cenário viola nossa compreensão de como o universo funciona fisicamente. Então, a informação está realmente sendo destruída, ou ainda é de alguma forma desconhecida? Ela ainda está preservada?

Por várias décadas de controvérsia entre os cientistas (incluindo Hawking e outras figuras-chave), o último avanço nessa questão ocorreu em 2012, quando a física liderada por Joseph Polchinsky, da Universidade da Califórnia, Santa Bárbara, realizou suas pesquisas sobre o paradoxo da extinção. Se os buracos negros realmente não destroem a informação, então algo acontece exatamente no horizonte do evento de um buraco negro chamado de “muralha de fogo”.

Os lasers serão capazes de resolver o paradoxo da informação dos buracos negros?

No início deste ano, Hawking argumentou com a afirmação de que o muro de fogo é um conceito desnecessário e defendeu seu “muro do caos”, que mistura aleatoriamente informações (não violando as regras quânticas) e muda a localização do horizonte de eventos. dependendo da informação recebida. No cenário proposto por Hawking, o horizonte de eventos no sentido clássico não existe, sendo substituído pelo “horizonte visível”.

Obviamente, isso não é uma vitória para Hawking ou para qualquer outra pessoa, apenas uma outra ideia que de alguma forma cria um equilíbrio entre as teorias obviamente contraditórias sobre a informação que cai em um buraco negro.

Talvez tudo seja complicado demais, ou a atenção devida não tenha sido dada ao mecanismo em si. E é aqui que a ideia de Adami de emissão estimulada aparece.

Em um comunicado de imprensa na televisão, Adami falou sobre sua visão da questão. Em sua opinião, a física não pode ser consistente sem seguir o mecanismo de cópia descoberto por A. Einstein em 1917. Segundo ele, antes que um buraco negro absorva qualquer informação, uma cópia dele deve ser criada, que fica do lado de fora.

Paul Davis, um físico teórico da Universidade do Arizona, elogiou a decisão de Chris Adami como correta. Ele acrescentou que era incrível como ele havia sido escondido de forma tão simples por tantos anos.

Como o assunto diz respeito ao horizonte de eventos do buraco negro, Adami acredita que a radiação é produzida pela radiação estimulada, enquanto mantém uma cópia da informação que cai no buraco. Esta radiação é diferente da radiação de Hawking, que também tem um lugar para estar.

A radiação forçada, de acordo com a publicação de Adami e Vera Stig, é muito semelhante ao processo de cópia de informação: uma partícula entra, duas saem exatamente com o mesmo conjunto de números quânticos. No entanto, no mundo quântico, a informação não pode ser perfeitamente copiada (um conceito conhecido como o teorema da impossibilidade da clonagem), e acontece que a radiação espontânea interfere na clonagem ideal, criando a quantidade mínima necessária de ruído.

Os cientistas dizem que este estudo não se relaciona diretamente com informações fora do horizonte de um buraco negro. No entanto, como a radiação estimulada ainda pode ocorrer dentro desse horizonte, essa solução pode se mostrar correta para o problema do paradoxo da informação.

Adami acredita que a teoria de Stephen Hawking agora é complementada. Em sua opinião, o vazio na teoria dos buracos negros está agora fechado, o que lhe deu a oportunidade de dormir à noite.

Assim, a próxima questão que pode surgir é como detectar essa radiação estimulada, se ela realmente existe?

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