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Colisão de partículas pode de fato criar buracos negros, dizem físicos

Agostinho Rosa - 26/01/2010

Colisão de partículas pode de fato criar buracos negros, dizem físicos
Uma simulação feita em computador mostra conclusivamente, pela primeira vez, que uma colisão de partículas realmente pode gerar um buraco negro. [Imagem: Princeton Physics Department]

LHC e os buracos negros

Você certamente ouviu falar da controvérsia: físicos previram que o LHC (Large Hadron Collider - Grande Colisor de Hádrons), o gigantesco colisor de partículas construído na fronteira entre a França e a Suíça, poderia criar buracos negros microscópicos.

Mas há físicos e físicos. Alguns deles - na verdade, a imensa maioria deles - afirmam que isto seria uma descoberta fantástica - mas muito improvável de acontecer.

Os outros físicos, ou os poucos físicos restantes, que não compartilham do entusiasmo dos seus colegas, temem que esses buracos negros possam devorar a Terra. Entraram na Justiça e até fizeram uma petição às Nações Unidas para parar o LHC, mas não conseguiram convencer ninguém.

Isto porque os argumentos contra esses catastrofistas são sólidos.

Segundo a maioria dos cientistas, a destruição da Terra pelos buracos negros do LHC seria impossível porque, se esses diminutos buracos negros surgirem de fato, eles decairão rapidamente em partículas ordinárias, não durando mais do que um nano-nano-nanossegundo.

Nada científico até então

O que é curioso, porém, é que ninguém até hoje jamais havia demonstrado cientificamente que uma colisão de partículas pode criar um buraco negro, por mais improvável que isto seja.

Observe que, neste ponto, a comunidade dos físicos e os físicos dissidentes concordam: os dois grupos consideram válida a suposição de que os buracos negros microscópicos podem ser criados. A diferença está em que uns acham que isto seria entusiasmante e os outros acham que seria perigoso.

Mas ninguém provara isso até agora, e tudo não passava de uma suposição.

Isso agora mudou.

Colisão de partículas pode gerar um buraco negro

Matthew Choptuik, da Universidade da Columbia Britânica, no Canadá, e Frans Pretorius, da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, usaram uma simulação feita em computador para mostrar conclusivamente, pela primeira vez, que uma colisão de partículas realmente pode gerar um buraco negro.

Colisão de partículas pode de fato criar buracos negros, dizem físicos
Instantâneos das novas simulações que mostram que duas partículas que colidem podem de fato criar um buraco negro, o círculo negro no último quadro. [Imagem: Frans Pretorius/Princeton]

Utilizando centenas de computadores, Choptuik e Pretorius calcularam as interações gravitacionais entre as partículas que colidem (eles utilizaram sólitons) e descobriram que um buraco negro irá se formar se duas partículas colidirem com uma energia total de cerca de um terço da energia de Planck.

Esta comprovação não muda em nada a discussão sobre o eventual fim do mundo causado por buracos negros que engoliriam a Terra. Ninguém passa a ter mais razão ou menos razão porque os dois grupos já partiam do pressuposto de que havia a possibilidade de geração dos buracos negros.

Mas a descoberta tem implicações importantes para os trabalhos do LHC e abre inclusive a possibilidade de que sejam descobertas novas dimensões do Universo.

Como se forma um buraco negro

O elemento essencial para o nascimento de um buraco negro é a compressão de uma quantidade suficiente de massa ou de energia em um volume suficientemente pequeno, como acontece quando uma estrela muito grande colapsa sobre si mesma.

Colisão de partículas pode de fato criar buracos negros, dizem físicos
Duas partículas podem criar um minúsculo buraco negro exatamente desta mesma forma, desde que elas colidam com uma energia acima de um limite fundamental chamado energia de Planck. [Imagem: Princeton Physics Department]

Segundo a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, a massa e a energia deformam o espaço e o tempo - considerados por ele como sendo uma entidade única, o espaçotempo - para criar o efeito que percebemos como sendo a força da gravidade.

Se uma massa ou energia grandes o suficiente forem comprimidas em um espaço pequeno o suficiente, essa deformação do espaçotempo se torna descomunal, gerando uma gravidade tão forte que nem mesmo a luz consegue escapar dela.

O objeto compactado torna-se assim um buraco negro.

E os buracos negros do LHC?

O que a simulação computadorizada de Choptuik e Pretorius demonstrou é que duas partículas podem criar um minúsculo buraco negro exatamente desta mesma forma, desde que elas colidam com uma energia acima de um limite fundamental chamado energia de Planck.

Isto significa que o LHC vai produzir buracos negros?

Não necessariamente.

Isto porque, segundo os físicos, a energia de Planck é um quintilhão de vezes maior do que a energia máxima que o LHC conseguirá atingir.

Mas há possibilidades.

Alguns teóricos preveem a existência de dimensões extras no Universo. Mesmo sendo minúsculas, essas dimensões extras, se existirem, podem efetivamente baixar a energia de Planck por um fator gigantesco, tornando a criação dos buracos negros microscópicos uma possibilidade alcançável pelas colisões que acontecerão dentro do LHC.

Dimensões extras do Universo

Colisão de partículas pode de fato criar buracos negros, dizem físicos
Em vez de algum tipo de apocalipse, poderemos ver o fim do mundo como o concebemos até hoje, e ver nascer um novo mundo repleto de novas dimensões, de novos horizontes e de novas possibilidades de descobertas. [Imagem: Princeton Physics Department]

Ou seja, se, em vez de ser tridimensional como nossos sentidos nos dizem, o espaço realmente tiver mais dimensões, o LHC poderá de fato produzir buracos negros.

Segundo as hipóteses que defendem a existência dessas dimensões extras, elas também são microscópicas e devem estar curvadas em loops pequenos demais para serem detectados, exceto por uma colisão de partículas de alta energia.

Isso, contudo, não dá qualquer reforço aos argumentos dos catastrofistas: se existirem as dimensões extras, e se a energia do LHC for suficiente para atiçar seus efeitos, e se esses efeitos baixarem a energia de Planck, e se os buracos negros microscópicos forem formados, ainda assim, afirmam os físicos, eles deverão decair em alguns nano-nano-nanossegundos.

Ou seja, talvez o mundo possa mesmo acabar, não de fato, mas como uma metáfora - em vez de algum tipo de apocalipse, poderemos ver o fim do mundo como o concebemos até hoje, e ver nascer uma nova concepção de mundo, repleta de novas dimensões, de novos horizontes e de novas possibilidades de descobertas. Seria mesmo entusiasmante.

Bibliografia:

Ultra Relativistic Particle Collisions
Matthew W. Choptuik, Frans Pretorius
Physical Review Letters
http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0908/0908.1780v1.pdf




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