Os buracos negros podem ser criados a partir de luz pura? Nova Teoria dos Desafios do Papel. : WebCuriosos

Aperte coisas suficientes em um só lugar e o próprio espaço-tempo se enrugará em um doce beijo cósmico conhecido como buraco negro.

No que diz respeito às somas de Einstein, essa “coisa” inclui o brilho sem massa da radiação eletromagnética. Dado E = mc²que descreve a equivalência entre massa e energia, a própria energia da luz deveria – em teoria – ser capaz de criar um buraco negro se uma quantidade suficiente dela estiver concentrada num ponto.

Antes de usar os grandes lasers e fazer alguns buracos nas tábuas do chão do Universo, há uma coisa que os pesquisadores da Universidade Complutense de Madrid, na Espanha, e da Universidade de Waterloo, no Canadá, querem que você saiba.

Algo chamado Efeito Schwinger poderia tornar tudo impossível antes mesmo de você começar.

A teoria geral da relatividade de Einstein é uma descrição da distorção do espaço e do tempo em relação à presença de energia, como a contida por uma massa. Coloque massa suficiente em um ponto e a distorção se tornará tão extrema que nada – nem mesmo a luz – escapará.

Em meados da década de 1950o físico teórico americano John Wheeler descobriu que não havia nada na teoria de Einstein que descartasse a possibilidade de que a energia dentro de uma concentração suficiente de ondas gravitacionais ou eletromagnéticas pudesse deformar o espaço-tempo o suficiente para manter essas mesmas ondas presas no lugar.

Ele chamou esse objeto exótico de Geone considerou-a uma espécie de partícula hipotética e altamente instável.

Hoje, os geons são uma relíquia de uma era de reflexões científicas que também nos deu buracos de minhoca e buracos brancos; brinquedos teóricos que nos dizem mais sobre os limites dos modelos matemáticos do que sobre a realidade física.

No entanto, uma forma de geon que Wheeler chamou de “flash de bala“aparece de vez em quando na ficção científica como uma fonte de energia fantástica. Alemão para 'relâmpago esférico', esses pequeninos buracos negros do tamanho de um próton foram propostos para se formar no foco intenso de feixes de luz incrivelmente energéticos, como um laser futurista de alta potência.

Embora a relatividade geral dê luz verde ao kugelblitze, a física quântica tem suas dúvidas. Assim, o físico teórico Álvaro Álvarez-Domínguez, da Universidade Complutense de Madrid, e a sua equipa analisaram os números sobre o comportamento dos campos electromagnéticos à medida que a sua energia sobe a níveis extremos.

A paisagem quântica é como um cassino onde ondas de possibilidades ondulam constantemente como roletas ininterruptas. Apostas pequenas raramente compensam, mas se você acumular dinheiro suficiente em qualquer mesa, terá uma vitória quase garantida.

De forma similar, um forte campo eletromagnético em um espaço vazio quase garante que pares de elétrons e pósitrons emergirão da agitação quântica de possibilidades infinitas.

Em um papel que ainda não foi revisado por pares, Álvarez-Domínguez e sua equipe mostraram que esse fenômeno conhecido como efeito Schwinger impediria a formação de kugelblitze variando em tamanho de quase o dobro do tamanho de Júpiter até uma fração do tamanho de um próton.

Com efeito, acumular toda essa luz num só ponto forneceria a energia necessária para que pares de partículas carregadas surgissem e voassem perto da velocidade da luz, evitando que a crescente ondulação no espaço-tempo desenvolvesse um buraco negro. definição do horizonte de eventos.

“A nossa análise sugere fortemente que a formação de buracos negros apenas a partir da radiação electromagnética é impossível, quer pela concentração de luz num ambiente hipotético de laboratório, quer em fenómenos astrofísicos que ocorrem naturalmente,” a equipe escreve em sua análise.

Isso não descarta completamente a possibilidade. Os pesquisadores admitem que as coisas poderiam ter sido diferentes no “condições excepcionalmente extremas“do Universo primitivo.

Outras formas de geon, como aquelas baseado em ondas gravitacionaiscontinuam a ser uma curiosidade que também poderia ter existido no cosmos nascente, há bilhões de anos atrás.

Aqueles que estão apostando em uma espaçonave movida a kugelblitz para levá-los às estrelas agora talvez tenham que voltar à prancheta.

Este documento está disponível no servidor de pré-impressão arXiv.