Buracos negros na verdade são projeções holográficas, propõe estudo

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Imagem: LIGO/VIRGO/Alex Andrix
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A ideia de que vivemos em um holograma é controversa, mas, segundo dois pesquisadores da Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA), pode explicar muito sobre buracos negros, que teriam uma superfície bidimensional, produzindo uma imagem tridimensional.

Esses sorvedouros cósmicos se tornaram um ponto de conflito entre a teoria da relatividade de Einstein e a física quântica por causa da gravidade. Enquanto o físico alemão afirmava que eles seriam "tridimensionais, simples, esféricos e suaves", físicos quânticos defendem que buracos negros são "os mais complexos sistemas existentes no Universo", acumulando dentro de si muita informação, como um monstruoso disco rígido de computador.

Toda essa informação estaria guardada em sua superfície bidimensional, que projetaria uma imagem de si mesma, exatamente como um holograma.

Segundo o físico Francesco Benini, coautor do estudo, "esse princípio propõe que a gravidade em uma determinada região do cosmos possa estar apenas ao longo de certa parte desta; portanto, em uma dimensão a menos. A gravidade não aparece explicitamente: o princípio holográfico nos permite descrevê-la sem citá-la, evitando o atrito com a mecânica quântica".

O princípio holográfico também tornou mais compreensíveis as propriedades termodinâmicas dos buracos negros nas duas teorias em conflito: "Se os observarmos em termos da mecânica quântica, e levando em conta que esses corpos têm uma grande entropia, é possível descrevê-los como um holograma: eles têm duas dimensões, nas quais a gravidade desaparece, mas reproduzem um objeto em três dimensões", explicou o físico Paolo Milan, o outro autor da pesquisa.

O princípio holográfico do Universo

No obituário do físico Jacob Bekenstein, morto em 2015, o jornal The New York Times descreveu como ele deu partida no futuro princípio holográfico do Universo, proposto pelo físico Gerard 't Hooft. Ainda aluno de graduação em Princeton, ele tomava chá com um professor, o físico John Wheeler (entre outras contribuições à física teórica, é dele a expressão "buraco negro"), quando este lançou a pergunta que revolucionou boa parte da física: "O que aconteceria se você jogasse uma xícara quente de chá dentro de um buraco negro?".

A pegadinha: tragada deste Universo, a xícara e sua entropia (ou o grau de desordem de um sistema) desapareceriam — o que é impossível, já que a segunda lei da termodinâmica diz que a entropia tende a aumentar em um sistema fechado, seja ele um buraco negro, seja uma xícara de chá.

Bekenstein então achou um meio de salvar a lei: atribuir entropia aos buracos negros. "Minha ideia era que, quando você joga em um buraco negro alguma entropia, a área de superfície dele cresce um pouco. A entropia criada no buraco negro compensaria a do chá ou de qualquer outra coisa jogada dentro nele".

Teorias hoje inconciliáveis

Essa versão é, hoje, a pedra angular de uma teoria que una a física quântica à gravidade de Einstein. Entropia é desordem, mas também informação perdida. A quantidade de informação armazenada em uma região do espaço é determinada pela área de uma superfície ao seu redor, e não, como seria de se esperar, pelo seu volume interno.

O Universo seria, então, um holograma, no qual informações tridimensionais são codificadas em superfícies bidimensionais. Seria como os personagens de um filme na tela da TV: eles não teriam como saber que vivem em um mundo de apenas duas dimensões, assim como nós.

Para alguns físicos, nosso mundo 3D é apenas uma ilusão. Toda a informação estaria codificada em duas dimensões, acondicionada em pequenos pacotes (seriam os pixels da tela da TV) com 1/10 trilhões de trilhões (ou um 10 seguido de 25 zeros) do tamanho de um átomo cada.

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