Os buracos negros são alguns dos fenômenos mais poderosos e fascinantes do nosso Universo, mas devido à sua tendência de engolir qualquer coisa por perto, aproximar-se deles para uma análise detalhada não é possível no momento.

Em vez disso, os cientistas apresentaram uma proposta de como podemos modelar esses objetos maciços e complexos no laboratório – usando hologramas.

Embora os experimentos ainda não tenham sido realizados, os pesquisadores propuseram uma estrutura teórica para um holograma de buraco negro que nos permitiria testar algumas das propriedades mais misteriosas e esquivas dos buracos negros – especificamente o que acontece com as leis da física além seu horizonte de eventos.

Um dos objetivos finais seria ajudar-nos a reconciliar as duas teorias da relatividade geral (física de larga escala) e mecânica quântica (física de pequena escala), que são fundamentalmente importantes para a ciência e ainda não estão totalmente de acordo sobre como o universo funciona.

Uma questão de destaque é o fato de a mecânica quântica não poder explicar a gravidade – mas tanto a gravidade quanto a mecânica quântica são necessárias para explicar os buracos negros. Especificamente, os buracos negros emitem uma forte força gravitacional. Mas, para explicar exatamente o que acontece além do horizonte de eventos, os cientistas precisam usar uma física quântica muito estranha.

É por esse motivo que os físicos estão procurando ansiosamente maneiras de mesclar os dois em uma potencial “teoria de tudo” chamada de gravidade quântica.

“A imagem holográfica de um buraco negro simulado, se observada por esse experimento de mesa, pode servir como uma entrada para o mundo da gravidade quântica”. diz o físico Koji Hashimoto, da Universidade de Osaka, no Japão.

A chave para a nova idéia de um holograma de buraco negro é teoria das cordas: a idéia de que as partículas elementares que compõem o universo, como quarks e leptons, são compostas de cordas unidimensionais que vibram em diferentes frequências.

Uma versão da teoria das cordas é conhecida como dualidade holográfica, e basicamente sugere que o que quer que aconteça dentro desse espaço da “teoria das cordas” também pode ser traduzido em um “espaço” mais simples com menos dimensões, como um limite do horizonte de eventos.

Isso se vincula a uma idéia de que os buracos negros nada mais são do que hologramas: superfícies bidimensionais que são projetadas em três dimensões (exatamente como um holograma typical).

Se fosse esse o caso, resolveria uma parte (mas não toda) da tensão entre a relatividade geral e a mecânica quântica, porque isso significaria que tudo o que cai em um buraco negro não chega a lugar nenhum, mas permanece na sua round superfície. Não é necessário entrar nos detalhes confusos &#39além do horizonte de eventos&#39.

E é aí que os hologramas entram nele. Segundo os pesquisadores: uma esfera bidimensional pode modelar um buraco negro tridimensional, com a luz emitida em um ponto e medida em outro para “ver” o que está acontecendo.

O que você deixaria, assumindo que os materiais e condições de laboratório corretos são usados, é um anel de Einstein – a deformação da luz que pode acontecer ao redor de um buraco negro devido à sua forte força gravitacional, como previsto pela teoria da relatividade geral. Isso é conhecido como lente gravitacional.

Esse anel de luz deformado é realmente o que vimos quando a primeira foto de um buraco negro foi publicada. Como você pode ver, as imagens resultantes dos cálculos desta nova pesquisa, mostradas na parte exceptional da página, parecem um pouco semelhantes.

RealBlackHoleImageCover web(Colaboração EHT)

Infelizmente, como esse ainda é um arcabouço teórico que exige uma configuração de laboratório superespecífica, ainda não será possível projetar um buraco negro na mesa da cozinha. Os pesquisadores agora esperam encontrar materials quântico que lhes permita testar sua teoria.

No entanto, se pudéssemos realizar o experimento, isso poderia ajudar os cientistas a combinar nossos entendimentos em larga e pequena escala da maneira como o Universo funciona.

“Nossa esperança é que este projeto mostre o caminho a seguir para uma melhor compreensão de como nosso Universo realmente opera em um nível essential”, diz o físico Keiju Murata, da Universidade Nihon, no Japão.

A pesquisa foi publicada em Cartas de Revisão Física.

Esta matéria foi traduzida do web-site original.