O interior dos buracos negros cresce (quase) para sempre

Josh Valenzuela / Universidade do Novo México

Os buracos negros são sugadores exímios, e nem a luz consegue escapar. Mas por que razão continuam a expandir-se? Agora, um dos maiores físicos do mundo apresentou uma nova explicação.

Leonard Susskind propôs uma solução para um importante enigma sobre os buracos negros. Apesar de estas esferas misteriosas parecerem ter um tamanho constante quando vistas de fora, os seus interiores continuam a crescer em volume.

Numa série de artigos (que podem ser consultados no arXiv.org) e palestras recentes, o professor da Universidade de Stanford propôs que os buracos negros crescem em volume porque aumentam em complexidade – uma ideia que, apesar de não comprovada, está a alimentar um novo pensamento sobre a natureza da gravidade dentro dos buracos negros.

Os buracos negros são regiões esféricas de extrema gravidade que engolem tudo. Foram descobertos pela primeira vez há um século como soluções para as equações da teoria geral da relatividade de Albert Einstein.

A teoria de Einstein iguala a força da gravidade com curvas no espaço-tempo, o tecido quadrimensional do universo, mas a gravidade é tão forte nos buracos negros que o tecido espaço-tempo curva-se e direção ao seu ponto de rutura – a “singularidade” no centro do buraco negro.

Assim, segundo a teoria, o colapso gravitacional interno nunca tem fim. Mesmo que, de fora, o buraco negro pareça ter um tamanho constante, o volume interior fica maior conforme o espaço se estende em direção ao ponto central. Na prática, o buraco negro é uma espécie de funil que se estende para dentro de todas as três direções espaciais, explica a Quanta Magazine.

Mas, em termos quânticos, a que corresponde o volume crescente do interior de um buraco negro? “O que está, afinal, a crescer? Este deveria ter sido um dos principais enigmas da física dos buracos negros”, disse Susskind.

Para o físico, o que está a mudar é a “complexidade” do buraco negro, ou seja, uma espécie de medida do número de cálculos que seriam necessários para recuperar o estado quântico inicial do buraco negro, no momento em que ele se formou.

Após a sua formação, como as partículas dentro do buraco interagem umas com as outras, as informações sobre o seu estado inicial ficam cada vez mais baralhadas e, consequentemente, a sua complexidade cresce continuamente.

Usando modelos que representam buracos negros através de hologramas, Susskind e a sua equipa mostraram que a complexidade e o volume dos buracos negros crescem na mesma proporção, sustentando a ideia de que um deles pode estar por trás do outro.

O físico israelita Jacob Bekenstein calculou que os buracos negros armazenam a quantidade máxima possível de informação dada a sua área de superfície. Por contraposição, Susskind sugere que a informação e a área de superfície também crescem em complexidade ao ritmo mais rápido possível permitido pelas leis da Física.

Aron Wall, um teórico em Stanford, considera esta proposta, “apesar de emocionante, muito especulativa”. “Pode não estar correta“, afirma, adiantando que o próximo desafio passa por esclarecer de que forma a complexidade das interações quânticas pode dar origem ao volume espacial.