A ‘Teoria Unificada’ de Stephen Hawking

A seguir…um resumo da palestra de Stephen Hawking, em um evento da Fundação Global Knowledge. Na Universidade de Toronto, em 27 de abril de 1998, o Professor de Cambridge, falou para uma platéia ‘enlouquecida’. 

Em 29 de abril de 1980, na minha aula inaugural como professor Lucasiano de Matemática… – em Cambridge – com o tema… ‘É o fim à vista para a Física Teórica?’… descrevi o ‘progresso‘ feito nos últimos 100 anos na compreensão do universo, e indaguei das chances que teríamos em encontrar uma plena teoria unificada…até o final do século.

Bem… o final do século está chegando – e, embora tenhamos percorrido longo caminho… não parece que estejamos, ainda  –  nem perto desse objetivo.

Nessa palestra, descrevi como tínhamos encaminhado o problema de encontrar uma ‘teoria de tudo’ … utilizando ‘partes equacionáveis’… – Inicialmente… separamos a descrição do “universo observável” em 2 partes… – Uma delas… é o conjunto de ‘leis locais‘ que nos dizem como cada região do universo evolui no tempose soubermos     seu “estado inicial“, e também…como é afetada por outras regiões vizinhas.

A outra parte é o conjunto do que se chama ‘condições de contorno’. Estas especificam o que acontece na borda do espaço, e do tempo. Elas determinam como o universo começa… — e, talvez… como ele termina.

Muitas pessoas, incluindo, provavelmente, a maioria dos físicos, imaginam que a tarefa da física teórica deve limitar-se à primeira parte, a da formulação de leis locais que descrevam como o universo evolui no tempo. Eles consideram que a questão de como o ‘estado inicial é determinado … está fora do âmbito da física… – pertencendo aos domínios da metafísica, ou mesmo, da religião… – Mas, como sou um racionalista convicto… – na minha opinião…

‘as condições de contorno do universo, que determinam seu                      estado inicial, é um assunto tão legítimo para investigação                          científica… como as leis que governam sua evolução‘.

forças fundamentais

As 4 forças fundamentais

No início dos anos 60…  –  as forças conhecidas da física foram divididas em 4 categorias  —  aparentemente, distintas entre si.

A  delas … é a gravitacional, transportada por uma partícula hipotética, chamada ‘gráviton’.       A gravidade é de longe a mais fraca das 4 forças, contudo, compensa sua baixa energia com 2 propriedades. – A 1ª delas… é ser ‘universal‘, influenciando todas as partículas do universo da mesma forma – todos os corpos, sem exceção, se atraem uns aos outros. – A 2ª propriedade gravitacional é a possibilidade de atuar a ‘longas distâncias‘.

Juntas, estas 2 propriedades significam que, as forças gravitacionais entre as partículas de um corpo massivo…  se somam  –  e podem dominar sobre todas as outras forças.

A  categoria em que as forças foram divididos é a eletromagnética, transportada por uma partícula sem massa, chamada fóton. – O Eletromagnetismo é 1 milhão de bilhão, de bilhões, de bilhões, de bilhões de vezes mais poderoso do que a ‘força gravitacional’ – e, assim como a gravidade… – pode agir a grandes distâncias… No entanto – ao contrário da gravidade – não atua sobre todas as partículas da mesma maneira… – Algumas partículas são atraídas… – algumas não são afetadas… – e outras repelidas.  

As atrações e repulsões entre partículas de 2 corpos – irá anular-se, na média, quase exatamente; ao contrário das forças gravitacionais entre partículas, que sempre é  atrativa…

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É por isso que se cai em direção à Terra, mas não para um aparelho de televisão. (desconsiderando sua ‘atração mental’)

Por outro lado, na escala de moléculas e átomos – restritas a um ‘pequeno’ nº de partículas – as forças eletromagnéticas dominam, totalmente, as gravitacionais.     Na ainda menor escala ‘nuclear atômica’    porém… forças nucleares fraca e forte prevalecem.

Forças & campos

Gravidade e eletromagnetismo são descritas pelas assim chamadas teorias de campo, nas quais há um conjunto de números para cada ponto do tempo e espaço,       que determinam as forças gravitacionais… ou as forças eletromagnéticas

Porém, quando comecei a pesquisa, em 1962, acreditava-se que as forças nucleares, fraca e forte não poderiam ser descritas por uma teoria de campo; mas, um novo tipo de teoria de campo foi apresentado por Chen Ning Yang e Robert Mills, mostrando que essa previsão estava errada… – Já em 1967, Abdus Salam e Steven Weinberg demonstraram que uma teoria deste tipo poderia, não só descrever as forças nucleares fracas, mas também unificá-las com a força eletromagnética.

Lembro-me desta teoria de campo sendo tratada com grande desprezo, pela maioria dos físicos de partículas. No entanto, concordava tão bem com experimentos, que o Prêmio Nobel de 1979 foi concedido a Salam, Glashow e Weinberg, por proporem tal teoria unificada. O comitê Nobel fez uma aposta bastante ousada  –  pois a confirmação final     da teoria só veio em 1983, com a descoberta das partículas W e Z.

“O sucesso desencadeou a busca por uma ‘grande teoria unificada’ (GTU)     que pudesse descrever todos os 3 tipos de forças… (não gravitacionais).”

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Grandes teorias unificadas

Esperava-se que uma ‘teoria fundamental’ do universo fosse única  –  sem quaisquer quantidades ajustáveis…

Contudo – a GTU contém cerca de 40 nºs… que não podem ser previstos de antemão… devendo se conformar aos experimentos… (Como então – esses   valores foram pré-escolhidos?…) 

Aliás, pode ser mesmo que não haja nenhuma teoria fundamental única — em vez disso, uma coleção de teorias aparentemente diferentes, cada uma das quais funcionando bem em certas situações, e regiões… Diferentes teorias concordam umas com as outras, onde suas regiões de validade se sobrepõem; podendo, todas assim, nesse caso particular, ser consideradas como diferentes aspectos da mesma teoria – no entanto também pode ser que não haja uma formulação única de teoria, capaz de ser aplicada em todas situações.

http://www.guiageografico.net/terra/mundo.htm

Nesse último caso… a física teórica pode ser como o “mapeamento” da Terra … onde pode-se representar, com precisão, uma pequena região de sua superfície  –  através de um mapa…sobre uma folha de papel… Porém, ao tentarmos mapear uma região maior…obtemos distorções em função da curvatura da Terra.

Não é possível representar cada ponto na superfície da Terra, em um único mapa plano. Ao invés disso… – utiliza-se uma coleção de mapas, que concordam nas regiões onde se sobrepõem. Assim, mesmo que encontremos uma ‘teoria unificada completa‘, seja numa única formulação – ou, como uma série de teorias que se sobrepõem … teremos resolvido apenas parte do problema…deixando uma questão fundamental em aberto:

A teoria unificada vai nos dizer como o Universo evolui no tempo, dado seu estado inicial – mas… a teoria em si…não especifica as condições de contorno na borda do espaço/tempo – que determinam seu estado inicial. 

Podemos observar o estado atual do universo, e usar as leis da física para entender como deve ter sido em tempos anteriores. Mas tudo o que isso nos diz é que o universo é como   é agora, porque era como era, então. Nós não podemos entender por que o universo é do jeito que está – a menos que a cosmologia se torne uma ciência, no sentido de que possa fazer previsões. E isso requer uma ‘teoria das condições de contorno do universo.

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Uma nova proposta… – ‘Sem Fronteiras‘…

Existem várias sugestões para as “condições iniciais” do universo… – tais como as hipóteses de tunelamento, “encapsulamento“…e o chamado ‘cenário prébig bang’ da teoria das Cordas. Na minha modesta opinião,       a mais elegante é a que Jim Hartle…e eu, denominamos “Proposta Sem Fronteiras”; que pode ser definida como:

‘a condição de contorno do universo…                           é, que o universo não possui limites’…

Em outras palavras…espaço e tempo imaginário juntos, são curvados para trás sobre si, formando uma superfície fechada, assim como a superfície da Terra… mas, com + dimensões (…A superfície da Terra não tem limites… – Não há relatos ‘confiáveis’ de alguém que tenha caído da borda do mundo…)

A nossa proposta – assim como as outras teorias… são válidas… – apenas se levarmos em conta as condições de contorno do universo. Para testá-las, portanto, temos de calcular as previsões que fazem, e compará-las com novas observações… E, no presente momento, as observações não são suficientes para distinguirmos entre os diferentes caminhos…porém, nos próximos anos… podem ajudar a solucionar esse problema fundamental.

O progresso já feito…na unificação da gravidade com as outras forças, tem sido inteiramente teórico. Isto levou a insinuações (as quais não concordo) como, de que…“a física teórica estaria morta, porque se tornou apenas um ‘jogo matemático‘… – não relacionado ao experimento” (John Horgan).

Embora não possamos produzir partículas à ‘energia de Planck’… (a energia em que a gravidade seria unificada com outras forças), há previsões que podem ser testadas em energias mais baixas. O colisor de supercondutividade que estava sendo construído no Texas teria alcançado essas energias, mas foi cancelado… – quando os EUA passaram por uma “crise de pobreza”. Assim, teremos de esperar pelo ‘Large Hadron Collider’ … que está sendo construído na Suíça. (original) (P.S. Inauguração do LHC 10/09/2008)  **********************************************************************************

O universo do gênio (15 de junho de 1988)                                                                              ‘As aventuras intelectuais do brilhante físico, para decifrar os segredos cósmicos’

Se ele ganhar o Prêmio Nobel de Física, a Academia Sueca estará simplesmente fazendo justiça… Depois de confirmadas suas teorias…a física com certeza, continuará existindo, apesar de Stephen William Hawking, aos 46 anos, aproximar-se de um alvo teórico que antecessores seus como Isaac Newton e Albert Einstein, chegaram a esquadrinhar, mas acabaram perdendo de vista…O mais espantoso na aventura intelectual de Hawking é a perseguição de algo tão ambicioso e complexo… guiado apenas pela intuição, e por uma fantástica capacidade de abstração…

hawking frase

A mente de Hawking é o seu trabalho … seu   hobby, sua recreação, sua alegria – sua vida.

Um homem totalmente cerebral… Hawking está colocando toda ‘força do intelecto’ para decifrar enigmas fundamentais do universo, forjando um arco de puro pensamento, que vai da partícula subatômica às galáxias que se situam nos confins do cosmos. Esse arco atravessa e revolve as noções estabelecidas de… tempo… espaço… – matéria… – e vida.

“Não abomino o conceito da divindade. Estou apenas tentando descobrir se há uma lei natural superior… – a partir da qual todas as outras derivaram. Acho que posso responder isso algum dia… – acreditando ou não em Deus”.

Hawking ocupa na Universidade de Cambridge, na Inglaterra… a cadeira que foi de Isaac Newton… pai da ciência moderna. Ele nasceu no dia 8 de janeiro de 1942, exatamente na data em que se comemorava o tricentenário da morte de Galileu Galilei… — o herege que contrariou a Igreja Católica e sustentou que a Terra tinha movimento.

O renomado físico de Cambridge trabalha atualmente… numa teoria que foi batizada imponentemente de “Grande Unificação”. Tecnicamente, a teoria busca juntar numa mesma estrutura lógica…as 2 maiores conquistas do pensamento no século XX… – a   teoria da relatividade de Einstein – referente aos fenômenos cósmicos; e a mecânica quântica – teoria que estuda as relações que ocorrem no mundo menor que o átomo.

“A matemática é a única linguagem que hoje, temos em comum com a natureza… – Quando a unificação vier, ela terá a forma de números”.

Ralos de matéria num tempo imaginário                                                                       Seu universo, o mundo cerebral onde trabalha e constrói abstrações firmemente alicerçadas na “ciência ortodoxa“… — é um ‘paraíso’… de ousadia intelectual.

bn2O mais saboroso no trabalho de Hawking é que não precisamos esperar sua conclusão definitiva — para aproveitar seus resultados. No caminho mental que vem trilhando – ele tem lançado suas “ferramentas teóricas“… em áreas do pensamento antes cobertas de sombras — semeando certezas, onde antes havia apenas suspeitas; e onde nada havia — pelo menos, plantando o benefício da dúvida.

Ele sugere, por exemplo, que o tempo real – aquele que o relógio marca… – e que impede as coisas de acontecerem simultaneamente – é uma abstração psicológica da humanidade. – Hawking trabalha com o que chamou de “tempo imaginário” – algo impensável, definido matematicamente como a raiz quadrada de um número negativo.

O destino do tempo imaginário no pensamento de Hawking… é ainda mais cruel que o do tempo real. O tempo imaginário inexiste aos padrões de percepção humana – uma fração de segundo, e um período de bilhões de anos…são a mesma coisa — diante da eternidade.

Para Hawking, a vida – organização mais refinada da matéria…é apenas uma concessão das leis da física à região do espaço onde está a Terra…o minifúndio do sistema solar na Via-Láctea. Tais conceitos costumam gerar confusão entre os leigos. Para entendê-los é preciso localizar com segurança o tipo de mundo de que se ocupa a cabeça de Hawking.

Suas mais brilhantes teorizações referem-se ao que se passaria no interior de uma das mais fascinantes e misteriosas entidades cósmicas… os buracos negros, regiões onde a força gravitacional é tão gigantesca que nada consegue escapar dali, nem mesmo a luz. Segundo a teoria, buracos negros se formam quando estrelas muito grandes – aquelas         com 10 a 15 vezes a massa do sol… – extinguem o seu combustível nuclear.

Tais estrelas se contraem (desmoronam para dentro) concentrando toda sua imensa massa num tamanho mínimo. A força da gravidade é tão descomunal nos buracos negros que eles se tornam verdadeiros ralos de matéria, atraindo estrelas… e até galáxias para seu entorno.

Uma revolução dentro dos ‘buracos’                                                                                     Até agora, existem apenas evidências indiretas da existência de buracos negros… Mas, mesmo sem provas conclusivas, o raciocínio dedutivo de Hawking os concebe e explica.

Como explicou o físico Roger Penrose… – interlocutor de Hawking em Cambridge… “Hawking estudou providencialmente um tipo de buraco negro menor… – que seria remanescente do “Big Bang” … Assim, ele mostrou que, tudo que se aprender sobre buracos negros está se aprendendo sobre a origem… forma… e destino do universo observável.”

Um dos mais primeiros…e mais fortes candidatos a buraco negro se encontra em um sistema cósmico conhecido como Cygnus X-1. Tal sistema seria formado por um buraco negro que arrasta para seu centro a massa de uma estrela vizinha. O rastro desse canibalismo cósmico, deixado na forma de emissões de raios X da matéria… em violenta decomposição foi captado na Terra por cientistas do Smithsonian Institute, Washington.

Hawking não se contenta com as radiações emitidas da vizinhança dos buracos negros; ele afirma que um tipo de radiação poderia ser gerado dentro do ‘BN’… de onde – ao menos teoricamente…nada pode escapar.

Depois de Hawking expor essa sua tese fundamental, em 1974, a centenária revista inglesa de ciências…”Nature”, aceitou o seu artigo para publicação. – Assim que os exemplares da revista se espalharam pelo mundo… – importantes teóricos…de renomadas universidades apressaram-se a reconhecer que uma nova e revolucionária teoria do universo acabava de nascer; como assim comentou Kip Thorne, da California Institute of Technology (Caltech):

“Admitir que algo possa escapar da força gravitacional do buraco negro, e provar isso numa elegante equação matemática…foi o maior passo teórico da física em 40 anos”. 

hawking radiationFoi um avanço teórico puramente mental… mas que aguçou a percepção dos estudiosos sobre os buracos negros… – De “bestas cósmicas” imaginárias … frias devoradoras de matéria… – passaram a ser tratados como objetos de estudo…”entidades vivas”, quentes, autênticas testemunhas do “início dos tempos”…

Subitamente… começou nos laboratórios a corrida para capturar a “radiação Hawking“…(até hoje     não materializada nas medições instrumentais…de uma forma inequívoca). – Contudo, para Hawking, encontrar a assinatura elétrica da radiação do buraco negro prevista por ele em algum instrumento terrestre, é apenas uma ‘questão de tempo’.

Irreverência e Irritação

O ex-presidente dos EUA, John Kennedy…costumava dizer que não existe um único gênio de verdade sem bom humor. Esse parâmetro – nada ortodoxo… de medir genialidades, se aplica perfeitamente a Hawking. Dono de um bom humor quase inexplicável para alguém que, há décadas…luta uma batalha perdida contra uma rara moléstia degenerativa… – ele ostenta, na porta de sua sala de diretor do Dpto. de Matemática Aplicada e Física Teórica, em Cambridge, uma placa onde pode-se ler: “Silêncio, por favor…O chefe está dormindo”.

Sua doença começou a manifestar-se aos 20 anos…quando Stephen já era um aluno brilhante, mas inteiramente relapso, que gostava mais de encontrar erros nos livros didáticos do que fazer os exercícios no final de cada capítulo. – Mas, apesar de tudo,           ele não se deixa abater. Uma de suas grandes alegrias, diz ele…é o fato de não haver comprovação científica sobre a hereditariedade da doença… Nenhum de seus filhos         tem qualquer sinal da moléstia… E Hawking complementa… – “Eles são estudiosos, aplicados e inteligentes…Nada a ver com o pai… que nessa idade era irresponsável”.

Para quem ousar dizer que suas ideias sobre tempo…universo…ou gravidade…têm algum parentesco com a metafísica, misticismo, ou filosofias orientais… recolherá um dos raros momentos de irritação do cientista…

Por mais que queira fugir das comparações, Hawking corre o risco de ser colocado … na mesma cesta teórica que eles. – A realidade quântica admite que observar o subatômico           é suficiente para modificá-lo…A conclusão lógica desse predicado largamente aceito é a de que, ao estudar o universo, os cientistas estão reduzindo sua visão da realidade…moldando-a à sua feição.

Filosoficamente, isso significa que não se está descobrindo o universo, mas o inventando… Que a lei da linguagem matemática se transfere para os fenômenos do cosmos…Que, assim como imagina Deus, o homem imagina a ciência. E se explicaria por que 99,9% das teorias sobre o mundo das ‘partículas subatômicas‘ são confirmadas nas medições instrumentais.

Valorização do método científico

Hawking prefere ser visto como o herdeiro de uma estirpe de cientistas, que lutou pela valorização do método científico, na busca da realidade objetiva, contra preconceitos e modismos culturais de sua época…Daí sua admiração incontida por Galileu, Newton e Einstein, de quem traça retratos, ao final de seu livro “Uma Breve História do Tempo”.

Em Galileu, ele elogia a virtude de ter sido o 1º cientista a fazer dos olhos um instrumento de pesquisa. Com uma luneta que aumentava 33 vezes os objetos…Galileu pode distinguir os anéis de Saturno. Já Newton, diz ele…“iniciou a tradição de traduzir a natureza através da linguagem matemática”. – E Einstein… ”foi o físico mais refinado de todos os tempos”.

Coube a Newton mostrar pela 1ª vez que a força que fazia as maçãs despencarem das árvores na cabeça de cientistas tinha a mesma natureza da que mantinha os planetas orbitando em torno do Sol. – Einstein previu a existência no universo de “dobras“… provocadas por poderosos campos de gravidade…as chamadas ‘lentes gravitacionais’.

Os antecessores de Hawking tiveram suas teorias provadas. O teórico de Cambridge também espera ter essa alegria … e prevê: “Ganharei o “Prêmio Nobel” — quando a ‘Radiação de Hawking’ der sinal de vida”.

A confirmação das ideias de Hawking podem vir de 2 maneiras. A 1ª delas é           através dos físicos experimentais, que medem radiações cósmicas do espaço. Stephen aguarda com muito interesse         a época em que possamos “vivenciar” instantes bem próximos àquele em que o próprio universo… com efeito… “veio à luz”.

A outra linha de pesquisa de onde podem brotar novidades confirmando as teses de Hawking é o estudo das “partículas subatômicas”… – em seu comportamento… E, uma dessas partículas tem interesse especial aos teóricos — o “neutrino“.

Neutrinos & Aceleradores de partículas

Essa ‘partícula elementar’ pode ser produzida por exemplo, durante a explosão de uma estrela. – Ao observar a explosão da “Supernova Shelton”… em 1987, alguns laboratórios do mundo acusaram ter sido bombardeados, de forma exagerada, por tais neutrinos vindos de lá… A tentativa agora é saber se esses neutrinos têm alguma massa… ou são fugazes como ‘fótons’… – cuja massa é zero.

“Caso neutrinos tenham massa… o universo atingirá um ponto máximo de expansão, e voltará a encolher rumo ao centro por força da gravidade. Se não tiver, o universo vai expandir-se; até esfriar, e tornar-se tão rarefeito que perderá sua própria identidade”.

A essa tendência os cientistas chamam entropia…o mesmo fenômeno termodinâmico que faz um prato quente de sopa esfriar sobre a mesa, pela tendência em perder o calor para o ar mais frio…até que sua temperatura se iguale com a temperatura do ambiente.

Nessa tarefa de ler a gramática das leis da natureza, a cosmologia tem dado grandes passos desde 1980, quando teve início a utilização dos chamados ‘aceleradores de partículas’, para tentar entender o universo… Esses aparelhos são gigantescos túneis onde os pesquisadores aceleram 2 partículas em direções opostas… – e, por meio de um “artifício magnético”… as fazem colidir. E o astrônomo (Harvard), professor e escritor Joseph Silk, ainda acrescenta:

“Aceleradores de partículas permitem reconstruir as condições iniciais do universo. — A corrida é para fazer agora aceleradores cada vez mais poderosos. Quanto mais violento o choque… – mais próximo do instante do ‘nascimento cósmico’ se chega nas simulações. Estes super-aparelhos são como ‘máquinas do tempo’, e um dia serão tão poderosos que reproduzirão exatamente o que se passou no momento exato do Big Bang”.

A opção inflacionária, e outras mais…

O impulso teórico mais efetivo que a cosmologia recebeu depois de Hawking deve-se ao tranquilo pesquisador do MIT (Massachusetts Institute of Technology) Alan Guth, que colocou de pé a tese do “universo inflacionário”. Segundo essa teoria, ao invés de uma explosão de matéria original…o que houve foi uma súbita “expansão” (espacial). Algo como um ‘balão inflável’ … se enchendo de “espaço-tempo” velozmente… — Segundo Guth:

“A hipótese da explosão é muito violenta. Por ela, a matéria deveria ter se espalhado… pelo vazio… muito desordenadamente – e não teria como se organizar… de acordo com a forma pela qual o universo é hoje conhecido… – A “súbita expansão” explica melhor…a existência de galáxias, estrelas e planetas”.

No seu conto ‘O Aleph’, o escritor argentino Jorge Luis Borges descreve um inefável objeto luminoso de 2 ou 3 centímetros…de cujo brilho se desprendiam simultaneamente todas as imagens do universo. Para ‘O Aleph’, na cabeça de Borges…o espaço e tempo, num mesmo instante, e em 3 centímetros – só ganha vida pela imaginação do autor, e dos seus leitores. Já o ‘buraco negro’, e o ‘tempo imaginário’… concebidos pela mente poderosa de Hawking, estão escritos na linguagem matemática da natureza… — sob as elaboradas “leis da física”.

outros textos: “O Universo do Gênio”  (1988)  Biografia…”Deus, a Ciência e Eu”  (1993) ##################(texto complementar)##########################

Novos caminhos na teoria de Hawking                                                                            ‘Nem tudo deve ter se perdido…no enorme colapso                                                                          gravitacional criador destes fenômenos cósmicos’.

Stephen Hawking está preparando o mundo científico para um novo desdobramento, em sua teoria sobre buracos negros. Ele agora afirma que, alguma informação pode escapar de seu – não mais inescapável ‘horizonte de evento’. Aliás, a nova teoria de Hawking postula, que buracos negros permitem escapar tanta informação, que estas podem tornar possíveis até cálculos quânticos.

Outros físicos, porém, têm sugerido cenários semelhantes sobre a perda de informação do BN — desafiando a teoria anterior, proposta em 1976, pelo próprio Hawking.

Alegam eles que a informação pode escapar do buraco negro através de um processo comum, em filmes de ficção…o “teletransporte quântico“.

Com efeito…a ‘mecânica quântica’ — método da ‘física das partículas infinitesimais’  –  há muito tempo também está nessa disputa; com suas leis fundamentais demonstrando que a informação é conservada… – e nunca poderá ser destruída… – nem mesmo por um ‘buraco negro’ voraz.

Seth Lloyd argumenta que os ‘buracos negros’ são inocentes da                 acusação de violarem as leis quânticas, destruindo informação.

Imagine um astronauta com uma calculadora de mão caindo em um buraco negro…  O astronauta executa um cálculo – acrescenta alguns números, talvez. Então, ele recebe     um resultado do funcionamento de seu bit de silício da chamada “informação clássica”.

Será que os resultados de seu trabalho – a informação que ele produz…sempre escapam   do buraco negro?.. Não, Hawking disse uma vez. Mas sim, diz Lloyd – se a informação é codificada de forma correta – e as condições forem adequadas… Como afirma Lloyd em um novo trabalho inédito… Almost Certain Escape from Black Holes, de 27/07/ 2004:

“Informação clássica… incluindo o resultado de qualquer cálculo computacional – materialmente realizado dentro do buraco negro – certamente escapa dele. — Por         outro lado, alguma informação quântica – na forma de bits quânticos…ou ‘qubits’,           realmente é perdida… mas não muita… – Apenas metade de um bit de informação quântica é perdido, em média, independente do nº de bits que escapam do buraco.”

Sobre a famosa aposta de Hawking a  cerca de sua anterior teoria dos BNs…Lloyd disse:

Quando escrevi meu trabalho, não sabia que Hawking estava prestes a se retratar em sua aposta. Como ele não adicionou qualquer explicação, não sei se o seu mecanismo é semelhante ao meu. – As vagas descrições disponíveis na Web sugerem que podem ser diferentes – mas, não há nenhuma forma de saber… até que se conheçam os detalhes.”

Tão ‘consistente‘ é a informação que escapa de um buraco negro – afirma Lloyd…que com ela, algum dia, poderão até ser feitos complicados cálculos quânticos…E ainda argumenta:

“Se tudo o que se quer é uma resposta computacional sim/não – ou seja, um bit clássico; então, o buraco negro, de certo, pode dar esta resposta. A fidelidade de transferência da informação quântica – nesse caso, é melhor do que a necessária, para uma computação quântica estável.”

Enquanto Hawking pode, de fato, ter se enganado sobre o apetite de um mediano buraco no espaço, Lloyd porém, adverte que… – “Nesse momento, ainda seria muito prematuro saltar para dentro de um buraco negro.” (Mike Martin – July 15, 2004 Sci.tech-Today)

Hawking e a Teoria Quântica da Gravitação (15 /07/2004)                                          ‘O que o físico Stephen Hawking vai apresentar – numa conferência internacional na Irlanda, pode ser o embrião de uma Teoria Quântica da Gravitação – o “Santo Graal da física teórica”, de acordo com o professor Elcio Abdalla … do Instituto de Física da USP’.

Hawking fez um pedido de última hora, para falar na Conferência Internacional sobre Gravitação e Relatividade Geral, em Dublin, dizendo ter resolvido o chamado ‘Paradoxo dos Buracos Negros’. Em síntese, o paradoxo está na tese de que o ‘campo gravitacional’     de um ‘buraco negro’ é tão intenso… — que a física quântica não pode ser aplicada a ele.

teoria-buracos-negrosPelo modelo clássico… – buracos negros são objetos formados a partir de estrelas colapsadas, em que a força gravitacional é tão grande que nada… nem mesmo luz, consegue escapar de dentro deles. — Em 1976, contudo, Hawking propôs, que um buraco negro, uma vez formado, começa a perder massa e emitir radiação… isto é, a assim chamada ‘Radiação de Hawking’.

Apesar disso, ele defendeu que essa radiação não contém nenhuma informação sobre o que está dentro do buraco. Ou seja, tudo o que é engolido pelo buraco negro… seja uma estrela, um planeta ou um grão de areia, seria perdido para sempre e não haveria como recuperar nenhuma informação de dentro dele… – Porém… isso é incompatível com as ‘leis da mecânica quântica’, segundo a qual, as evidências sobre algo que existiu nunca podem ser totalmente apagadas.

Hawking então, argumentou que o campo gravitacional de um buraco negro é tão intenso — que a física quântica não pode ser aplicada a ele.

E o paradoxo intrigou cientistas do mundo inteiro até hoje. – Mas, uma vez que o buraco negro emite radiação, talvez isso possa dar alguma pista sobre o que se passa dentro dele.

– texto base –  outra fonte: Hawking reformula sua teoria sobre os buracos negros  *****************************************************************************

Buracos negros … sem horizonte de eventos  (29/01/2014)                                           “A ausência de um horizonte de eventos significa que não existem                                             BNs … no sentido de que a luz não pode escapar para o infinito.” 

A divergência entre ‘mecânica quântica’ e ‘relatividade geral’ é particularmente visível,   nas discussões sobre viagens no tempo. Entretanto, para entender melhor tudo isso, é necessário voltar a 1974 — quando Stephen Hawking aplicou a mecânica quântica aos buracos negros, provocando um desentendimento entre os físicos… que dura até hoje.

A ‘mecânica quântica’ não se dá bem com a outra grande teoria da física,     a ‘relatividade geral’ – tornando difícil explicar situações em que ambas   são relevantes – como é… precisamente, o caso dos “buracos negros“.

Ao aplicar a teoria quântica aos buracos negros, Hawking defendeu que eles não são realmente negros, pois devem emitir pequenas quantidades de radiação, levando-os           a diminuir… e, eventualmente…até desaparecer. – Mas, a física quântica afirma que informações sobre a matéria… – aquela que teria caído no buraco negro…nunca são destruídas. É o chamado ‘paradoxo da informação’ agora resolvido com a permissão           de que a informação escape do “buraco negro“… – conforme este vai se evaporando, emitindo…a assim chamada… ‘radiação de Hawking‘.

Paradoxo do firewall

Enquanto isso o grupo de J. Polchinski  da Universidade de Santa Barbara… na Califórnia… aproveitou para colocar no circuito 1 novo paradoxo…do firewall.

Se, conforme permite a física quântica, as informações podem escapar do ‘BN’, então, isso pode gerar uma quantidade de energia absurda, capaz de criar uma barreira no horizonte de eventos … que vai consumir, de imediato – qualquer coisa que cair dentro do buraco negro… ao cruzá-la.

O problema é que isso quebra uma regra da “relatividade geral”,                     aquela diz que atravessar o “horizonte de eventos” de um buraco           negro deve ser monótono, quase imperceptível – daí o paradoxo.

E assim, temos de novo a relatividade geral contra a mecânica quântica, em um paradoxo entre as 2 teorias. – Aliás, recentemente… outra equipe misturou ainda mais as coisas, ao utilizando o “entrelaçamento quântico” para conectar BNs com buracos de minhoca. Mas agora, Hawking entra novamente no páreo… e diz que a solução para o paradoxo consiste em abrir mão daquilo que parece ser a marca registrada dos buracos negros…ohorizonte de eventos. – Não ter horizonte de eventos significa que seria possível escapar de um BN, ainda que… – para isso… (eventualmente)… seja necessário viajar à ‘velocidade da luz‘.

Na verdade significa mais, significa que de certa forma, os buracos negros perdem sua característica mais singular, se descaracterizam… – Hawking, em seu curto artigo de 2 páginas…apenas com argumentos – sem qualquer matemática…sugere que os buracos passem a ter horizontes aparentes(superfícies que podem aprisionar a luz… mas, que variam em forma devido à flutuações quânticas) possibilitando assim que a luz escape. 

hawking

A ideia de um ‘horizonte aparente‘ não é completamente nova, e já havia sido aventada, pelo próprio Hawking, em conjunto com Roger Penrose… da Universidade de Oxford. – Ainda não está claro se os dois horizontes… o de eventos, e o aparente… – são, de fato, diferentes. Pela relatividade geral, os 2 horizontes são idênticos. – Porém, usando a mecânica quântica Hawking então propõe que eles sejam diferentes…

Será que entramos agora na era do paradoxo dos horizontes? Ou será     que alguma ideia nova ainda pode escapar desse embate?‘texto base’

p/consulta: ‘Medindo horizonte de eventos’ (set/2012) # ‘BNs geradores de hologramas’  (jun/2015) # ‘Nova lei diz que o tempo termodinâmico retroage dentro de BNs’ (set/2015)

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Sobre Cesarious

estudei Astronomia na UFRJ no período 1973/1979... (s/ diploma)
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Uma resposta para A ‘Teoria Unificada’ de Stephen Hawking

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