O que há dentro de um buraco negro? Novo estudo tenta explicar

 Caros Leitores;

Cientista relacionou duas teorias para analisar os buracos negros: a teoria da gravidade e a das partículas.

Imagem: Aleksandr Kukharskiy / Shutterstock

Entre os grandes mistérios do universo, certamente os buracos negros são uns dos mais estudados pelos cientistas. Um físico da Universidade de Michigan (U-M) está usando computação quântica e aprendizado de máquina para entender o que existe dentro deles.

Chamada de dualidade holográfica, a ferramenta usada pelo pesquisador é uma conjectura matemática que conecta teorias de partículas e suas interações com a teoria da gravidade. Essa proposta sugere que a teoria da gravidade e a teoria das partículas são matematicamente equivalentes: o que acontece – matematicamente – na teoria da gravidade acontece na teoria das partículas, e vice-versa.

Ambas as teorias descrevem dimensões diferentes, e o número de dimensões que elas descrevem difere uma da outra. Pela teoria da gravidade, dentro da forma de um buraco negro, existem três dimensões gravitacionais, enquanto pela teoria de partículas existem duas dimensões em sua superfície (um disco plano).

Assim, a gravidade do buraco negro, que existe em três dimensões, se conecta matematicamente às partículas que dançam acima dele, em duas dimensões. Portanto, um buraco negro existe em um espaço tridimensional, mas o vemos como projetado através de partículas (em duas dimensões).

Teoria quântica da gravidade

Alguns cientistas teorizam que todo o nosso universo é uma projeção holográfica de partículas, e isso pode levar a uma teoria quântica consistente da gravidade.

“Na Teoria Geral da Relatividade de Einstein, não há partículas — há apenas espaço-tempo. E no Modelo Padrão da física de partículas, não há gravidade, há apenas partículas”, disse Enrico Rinaldi, cientista pesquisador do Departamento de Física da U-M e autor principal da pesquisa, publicada este mês na revista PRX Quantum. “Conectar as duas teorias diferentes é uma questão de longa data na física — algo que as pessoas vêm tentando fazer desde o século passado”.

Rinaldi e sua equipe examinaram como sondar a dualidade holográfica usando computação quântica e aprendizado profundo para encontrar o menor estado de energia dos problemas matemáticos chamados modelos de matriz quântica.

Esses modelos de matriz quântica são representações da teoria das partículas. Se a dualidade holográfica sugere que o que acontece, matematicamente, em um sistema que representa a teoria das partículas afetará da mesma forma um sistema que representa a gravidade, resolver tal modelo de matriz quântica poderia revelar informações sobre a gravidade.

Para o estudo, os cientistas utilizaram dois modelos matriciais simples o suficiente para serem resolvidos usando métodos tradicionais, mas que têm todas as características de modelos matriciais mais complicados usados para descrever buracos negros através da dualidade holográfica.

Esses modelos matriciais são blocos de números que representam objetos na teoria das cordas, que é uma estrutura na qual partículas na teoria das partículas são representadas por cordas unidimensionais. 

Quando os pesquisadores resolvem modelos matriciais como esses, eles estão tentando encontrar a configuração específica de partículas no sistema que representam o estado de energia mais baixo do sistema, chamado estado base. No estado base, nada acontece com o sistema a menos que seja adicionado algo a ele que o perturbe.

“É muito importante entender como é esse estado base, porque então você pode criar coisas a partir dele”, disse Rinaldi. “Então, para um material, conhecer o estado base é como saber, por exemplo, se é um condutor, ou se é um supercondutor, ou se é realmente forte, ou se é fraco. Mas, encontrar esse estado baseentre todos os estados possíveis é uma tarefa bastante difícil. É por isso que estamos usando esses métodos numéricos”.

Fonte: Olhar Digital / Por Flavia Correia, editado porRafael Rigues  / 24-02-2022   

https://olhardigital.com.br/2022/02/24/ciencia-e-espaco/o-que-ha-dentro-de-um-buraco-negro-novo-estudo-tenta-explicar/

Obrigado pela sua visita e volte sempre!

Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.

e-mail: heliocabral@coseno.com.br

Page: http://pesqciencias.blogspot.com.br

Page: http://livroseducacionais.blogspot.com.br