É impossível que a área de um buraco negro diminua com o tempo. Essa teoria, desenvolvida em 1971 pelo famoso físico a partir da teoria geral da relatividade de Einstein, na verdade reflete uma regra fundamental da física:
a segunda lei da termodinâmica, que afirma que a entropia (desordem) de um sistema fechado só pode crescer. Os pesquisadores agora estão confirmando a teoria de Hawking usando ondas gravitacionais.
A entropia não pode diminuir com o tempo. No entanto, a entropia de um buraco negro é proporcional à sua área; as duas quantidades devem, portanto, necessariamente aumentar.
De fato, de acordo com a interpretação de Hawking da relatividade geral, como a área de um buraco negro aumenta com sua massa e nenhum objeto lançado nele pode sair dele, sua área não pode diminuir.
Mas a área de um buraco negro também diminui à medida que ele gira sobre si mesmo.
Os pesquisadores, portanto, se perguntaram se seria possível lançar um objeto para dentro de modo a fazer o buraco negro girar rápido o suficiente para reduzir sua área.
“Você vai girar mais, mas não o suficiente para compensar a massa que acabou de adicionar.
Faça o que fizer, a massa e a rotação vão garantir que você termine com uma área maior ”, resume Maximiliano Isi , astrofísico do MIT e principal autor do estudo.
A lei das superfícies confirmada por cálculo
Para verificar a famosa teoria, os pesquisadores analisaram as ondulações no espaço-tempo criadas 1,3 bilhão de anos atrás por dois enormes buracos negros que giravam rapidamente um em direção ao outro e que acabaram se fundindo em um buraco negro maior.
A superfície de um buraco negro é limitada por seu horizonte de eventos – o limite dentro do qual nada pode escapar do campo gravitacional do buraco negro.
De acordo com o teorema das superfícies, a área do horizonte de eventos do buraco negro recém-formado deve ser pelo menos tão grande quanto as áreas dos horizontes de eventos dos dois buracos negros originais combinados.
As ondas gravitacionais nas quais se baseiam os cálculos foram detectadas em 2015 pelo Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO).
Ao dividir os dados das ondas gravitacionais em dois segmentos de tempo – antes e depois da fusão – eles foram capazes de determinar as massas e as velocidades de rotação de cada um dos buracos negros durante os dois períodos de tempo, o que lhes permitiu ascender em sua superfície.
Como resultado, a área do novo buraco negro foi considerada maior do que a soma das áreas dos dois buracos negros originais, confirmando a lei de área de Hawking com um nível de confiança de mais de 95%.
É a primeira vez que cientistas conseguem quantificar o fenômeno.
Em outras palavras, esta equipe de físicos provou que o aumento de área devido à massa adicional integrada será sempre maior do que a área perdida durante a rotação.
Fonte:
[Física]