Em 1969, o físico inglês Roger Penrose descobriu uma propriedade que mais tarde permitiria uma tão esperada ligação entre a termodinâmica e a muito estranha mecânica dos buracos negros. Por meio de novas análises publicadas na EPJ H, Carla Rodrigues Almeida, sediada na Universidade de São Paulo, Brasil, lança uma nova luz sobre as motivações e métodos de Penrose e explora sua influência histórica na descoberta inovadora da radiação Hawking.
Antes da década de 1950, muitos físicos relutavam em aceitar a ideia de que os buracos negros são objetos físicos, consistentes com as leis bem estabelecidas da termodinâmica. Essa imagem se transformou inteiramente nas duas décadas seguintes e, em 1969, Penrose mostrou pela primeira vez como a energia pode ser extraída de um buraco negro em rotação. Sua teoria se baseava em uma região recém-concebida chamada ‘ergosfera’.
Embora esteja fora da fronteira de um buraco negro, o espaço-tempo dentro da ergosfera gira ao lado do corpo, como o gás na atmosfera de um planeta. Se um pedaço de matéria entrar na região, Penrose propôs que ela se dividisse em duas partes: uma das quais pode cair no buraco negro; enquanto o outro pode escapar, carregando mais energia do que a partícula original.
Nos anos seguintes, o físico soviético Yakov Zel’doivh explorou a descoberta de Penrose através das lentes da mecânica quântica. Embora seu trabalho tenha sido retido por circunstâncias políticas, Zel’doiv estabeleceu colaborações amigáveis com físicos ocidentais. No final das contas, as teorias que surgiram por meio dessas relações levaram à descoberta de Stephen Hawking de novos efeitos quânticos, que podem fazer com que os buracos negros irradiem massa. Finalmente, a comunidade da física estava convencida de que os buracos negros podem de fato obedecer às leis da termodinâmica.
Em seu estudo, Almeida investiga a proposta de Penrose dentro desse contexto histórico. Ao revisitar artigos originais, analisar detalhes tecnológicos e explorar as relações entre físicos ocidentais e soviéticos, ela pretende descobrir a história que eles escondem. O artigo percorre a cadeia de raciocínio que conduziu da proposta de Penrose a uma analogia entre a termodinâmica e a física dos buracos negros; e, finalmente, para a formulação da radiação Hawking.
Publicado em 23/10/2021 09h02
Artigo original:
Estudo original: