Os cientistas revelaram novos insights sobre o comportamento dos buracos negros com pesquisas que demonstram como um fenômeno chamado de reação reversa pode ser simulado.
A equipe da Universidade de Nottingham usou sua simulação de um buraco negro, envolvendo um tanque de água especialmente projetado, para esta última pesquisa publicada na Physical Review Letters. Este estudo é o primeiro a demonstrar que a evolução dos buracos negros resultantes dos campos que os cercam pode ser simulada em um experimento de laboratório.
Os pesquisadores usaram um simulador de tanque de água que consiste em um vórtice de drenagem, como o que se forma quando você puxa o tampão da banheira. Isso imita um buraco negro, pois uma onda que chega muito perto do dreno é arrastada pelo buraco do tampão, incapaz de escapar. Sistemas como esses se tornaram cada vez mais populares na última década como um meio de testar fenômenos gravitacionais em um ambiente de laboratório controlado. Em particular, a radiação Hawking foi observada em um experimento analógico de buraco negro envolvendo óptica quântica.
Usando essa técnica, os pesquisadores mostraram pela primeira vez que quando as ondas são enviadas para um buraco negro analógico, as propriedades do próprio buraco negro podem mudar significativamente. O mecanismo subjacente a esse efeito em seu experimento particular tem uma explicação extremamente simples. Quando as ondas se aproximam do dreno, elas efetivamente empurram mais água pelo orifício do tampão, fazendo com que a quantidade total de água contida no tanque diminua. Isso resulta em uma mudança na altura da água, que na simulação corresponde a uma mudança nas propriedades do buraco negro.
O autor principal, o pesquisador de pós-doutorado Dr. Sam Patrick, da Escola de Ciências Matemáticas da Universidade de Nottingham, explica: “Por muito tempo, não estava claro se a reação reversa levaria a quaisquer mudanças mensuráveis em sistemas analógicos onde o fluxo de fluido é conduzido, por exemplo, usando uma bomba de água. Demonstramos que os buracos negros analógicos, como seus equivalentes gravitacionais, são sistemas intrinsecamente de reação reversa. Mostramos que as ondas que se movem em uma banheira de drenagem empurram a água pelo buraco do tampão, modificando significativamente a velocidade de drenagem e, consequentemente, a atração gravitacional efetiva do buraco negro analógico.
O que foi realmente impressionante para nós é que a reação reversa é grande o suficiente para fazer com que a altura da água em todo o sistema caia tanto que você pode ver a olho nu! Isso foi realmente inesperado. Nosso estudo abre caminho para sondar experimentalmente as interações entre as ondas e os espaços-tempos pelos quais elas se movem. Por exemplo, este tipo de interação será crucial para investigar a evaporação de buracos negros em laboratório. ”
A pesquisa sobre buracos negros na Universidade de Nottingham recebeu recentemente um aumento de £ 4,3 milhões de financiamento para um projeto de três anos que visa fornecer mais informações sobre a física do universo primitivo e dos buracos negros.
A equipe de pesquisa usará simuladores quânticos para imitar as condições extremas do universo primitivo e dos buracos negros. A equipe de Nottingham usará um novo laboratório estatal para estabelecer um novo sistema optomecânico de superfluido híbrido para imitar os processos de buraco negro quântico em laboratório.
Publicado em 04/02/2021 15h40
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