MADRID 4 abr. (EUROPA PRESS) -
Uma equipe de físicos descobriu uma nova abordagem que redefine o conceito de buraco negro ao mapear sua estrutura detalhada.
O estudo, publicado no Journal of High Energy Physics, detalha novas estruturas teóricas chamadas "superlinks" que oferecem uma visão mais universal dos buracos negros para o campo da física teórica. Com base na teoria das cordas, as superligações são fundamentais para compreender a estrutura dos buracos negros em nível microscópico.
"A relatividade geral é uma teoria poderosa para descrever a estrutura em grande escala dos buracos negros, mas é uma ferramenta muito limitada para descrever sua microestrutura", disse Nicholas Warner, coautor do estudo e professor de física, astronomia e matemática da Faculdade de Letras, Artes e Ciências da USC Dornsife, em um comunicado. Em uma estrutura de teorias que vão além das equações de Einstein, as superbranas fornecem um retrato detalhado da estrutura microscópica dos buracos negros brane.
REINVENTANDO O BURACO NEGRO
Os buracos negros são objetos cuja gravidade é forte o suficiente para aprisionar a luz, e o buraco negro tradicional da relatividade geral é cercado por um horizonte de eventos. Visto de fora do horizonte de eventos, esse buraco negro não tem características distintas, o que é fundamentalmente incompatível com a mecânica quântica. No âmbito da gravidade quântica, que transcende a relatividade geral, os buracos negros devem apresentar uma grande quantidade de microestrutura.
A teoria das cordas pode conseguir isso substituindo os buracos negros tradicionais por objetos conceituais conhecidos como "fuzzballs". O trabalho de Warner mostra como os fuzzballs podem ser construídos a partir de super-redes de objetos físicos em um espaço-tempo de dimensão superior, criando um objeto que se comporta como um buraco negro, mas exibe toda a sua estrutura.
"Suponhamos que você queira uma imagem do Juízo Final de Michelangelo: a relatividade geral, com seus horizontes, é como usar uma câmera com um único pixel", disse Warner. Você vê apenas uma mancha de cor. Nosso trabalho anterior nos deu uma imagem de cerca de 1.000 pixels: contornos de estruturas e parte do sombreamento. Os superlinks são como ter bilhões de pixels que nos permitem admirar a obra-prima em detalhes.
Superlinks recriam buracos negros na teoria M A nova pesquisa se concentra na teoria M, uma estrutura teórica da física relacionada à teoria das cordas. A teoria M postula que as cordas - os blocos de construção fundamentais do universo - não são unidimensionais. Em vez disso, elas existem em dimensões superiores como branas, abreviação de "membranas", que são objetos físicos que abrangem várias dimensões espaciais. As branas têm superfícies multidimensionais que desempenham um papel fundamental na teoria das cordas e na teoria M.
Neste artigo, exploramos os sistemas de branas M2 (bidimensionais) e M5 (quadridimensionais) que se cruzam no reino da supergravidade, que é uma aproximação de baixa energia da teoria M", disse Warner. Consideramos o labirinto como o 'substrato' no qual todas as informações sobre o que criou o buraco negro ou o que caiu nele podem ser codificadas.
Ao investigar a função do labirinto que rege essas interseções de branas, o estudo revela como elas têm a capacidade de reproduzir a entropia dos buracos negros e, potencialmente, descrever seus microestados.
UMA NOVA ABORDAGEM PARA MAPEAR BURACOS NEGROS
As interseções de branas foram estudadas extensivamente na teoria das cordas, mas o novo artigo redesenha essas ideias para fornecer novas geometrias que podem descrever buracos negros. O estudo desenvolve uma "função labirinto", um novo construto matemático que caracteriza as soluções para os sistemas de branas M2 e M5 que se cruzam na supergravidade. A função labirinto deve obedecer a uma equação diferencial não linear semelhante à famosa equação de Monge-Ampère, que governa a geometria e a dinâmica das interseções das ramificações M2 e M5.
"As funções de labirinto desempenham um papel fundamental na ligação entre as configurações de branas e as soluções de supergravidade, o que, por sua vez, proporciona uma nova maneira de explorar os microestados dos buracos negros", disse Warner. "A função labirinto é a câmera de um bilhão de pixels que nos permite obter uma imagem profunda e detalhada da microestrutura dos buracos negros.
Warner acrescentou que essa é apenas a primeira etapa de um programa mais amplo para desenvolver uma descrição completa da microestrutura dos buracos negros brane, com base na teoria das cordas.
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