outubro 1, 2022

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Buracos de minhoca podem ajudar a resolver o infame paradoxo do buraco negro, diz um novo artigo divertido

Buracos de minhoca podem ajudar a resolver o infame paradoxo do buraco negro, diz um novo artigo divertido

O que acontece com a informação depois que ela cruza o horizonte de eventos de um buraco negro? Houve sugestões de que os buracos de minhoca de engenharia podem nos ajudar a resolver esse problema irritante – mas a matemática tem sido complicada, para dizer o mínimo.

Em uma nova pesquisa, uma equipe internacional de físicos apresentou uma solução alternativa para entender melhor como os colapsos dos buracos negros evitam quebrar as leis fundamentais da física quântica (mais sobre isso daqui a pouco).

Embora muito teórico, o trabalho sugere que há coisas que provavelmente perderemos em nossa busca para resolvê-las relatividade geral com a mecânica quântica.

“Descobrimos uma nova geometria do espaço-tempo com uma estrutura semelhante a um buraco de minhoca que foi negligenciada nos cálculos convencionais”, O físico Kanato Goto diz: da Universidade de Cornell e RIKEN no Japão.

“A entropia calculada usando esta nova geometria dá um resultado completamente diferente.”

O paradoxo da informação do buraco negro é uma das tensões não resolvidas entre a teoria da relatividade geral de Einstein e a mecânica quântica.

Sob a relatividade geral, o horizonte de eventos de um buraco negro é considerado o ponto sem retorno. Tudo além desse ponto crítico está implacavelmente coberto pelo poço gravitacional de um buraco negro, e nenhuma velocidade no universo, nem mesmo a velocidade da luz no vácuo, é suficiente para a velocidade de escape. Acabou, é isso. peituda. Irreversível.

Então veio junto Stephen Hawking na década de 1970, sugerindo que quando a mecânica quântica é levada em conta, buracos negros Afinal, pode emitir radiação.

Isso acontece, de acordo com a teoria, como resultado do buraco negro interferir nas propriedades ondulatórias das partículas circundantes, fazendo com que ele brilhe a uma temperatura que fica mais quente à medida que o buraco negro se torna menor.

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Em última análise, esse brilho deve fazer com que o buraco negro se reduza a nada.

“Isso é chamado de evaporação do buraco negro porque o buraco negro está encolhendo, assim como as gotículas de água evaporando,” Goto explica.

Como o ‘flare’ é diferente do que aconteceu em um buraco negro em primeiro lugar, pode parecer que tudo o que foi inserido em um buraco negro em evaporação desapareceu para sempre. Mas, de acordo com a mecânica quântica, a informação não pode simplesmente desaparecer do universo. Muitos físicos descobriram a possibilidade de que essa informação seja de alguma forma codificada Radiação Hawking.

Goto e sua equipe queriam explorar essa ideia matematicamente calculando incapaz de Radiação Hawking em torno de um buraco negro. Esta é uma medida de perturbação no sistema e pode ser usada para diagnosticar a perda de informação na radiação Hawking.

de acordo com 1993. papel Pelo físico Don Page, se a turbulência for revertida e a entropia cair para zero à medida que o buraco negro desaparece, o paradoxo da informação perdida deve ser evitado. Infelizmente, não há nada na mecânica quântica que permita que essa reversão ocorra.

Entre em um buraco de minhoca, ou pelo menos uma réplica matemática de um sob modelos muito específicos do universo. Esta é uma conexão entre duas regiões de uma folha curva de espaço-tempo, um pouco semelhante a uma ponte sobre um vale.

Pensar dessa maneira em conjunto com os buracos negros nos dá uma maneira diferente de calcular a entropia da radiação Hawking, diz Goto.

“Um buraco de minhoca conecta o interior do buraco negro e a radiação ao exterior, como uma ponte” ele explica.

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Quando a equipe realizou seus cálculos usando o modelo de buraco de minhoca, seus resultados corresponderam à curva de entropia da página. Isso sugere que as informações além do horizonte de eventos de um buraco negro podem não ser perdidas para sempre.

Mas, claro, ainda restam algumas dúvidas. Até que essas perguntas sejam respondidas, não podemos considerar o paradoxo da informação do buraco negro definitivamente resolvido.

“Ainda não sabemos o mecanismo subjacente de como a informação é transmitida pela radiação”, Goto diz. “Precisamos de uma teoria da gravidade quântica.”

A pesquisa foi publicada em Jornal de Física de Altas Energias.