Físicos simulam buraco negro superfluido que age como hélio líquido

Os buracos negros são bastante estranhos, mas novas simulações apontam a existência de um buraco negro em outro universo que imitaria o comportamento de um tipo de líquido que sobe paredes e flui.

 

Esse “buraco negro superfluido” é o resultado do modelamento de um buraco negro teórico que se comporta de forma idêntica ao hélio líquido quando entra em um estado superfluido. Segundo os especialistas, esse fenômeno é tão estranho que nosso Universo inteiro provavelmente não conseguiria suportá-lo.

 

Um superfluido é uma substância incrivelmente rara que não tem viscosidade, o que significa que pode fluir sem qualquer perda de energia cinética.

 

Essa propriedade pode ser uma consequência da Mecânica Quântica, que apresenta todos os tipos de comportamentos surpreendentes, como a capacidade de fluir para cima – contra a gravidade – ou de se encaixar em espaços de meras moléculas de largura. E é por esse motivo que os cientistas gostam dos superfluidos – eles podem conduzir eletricidade sem resistência!

 

Segundo J.R. Minkel, se você resfriar hélio líquido a alguns graus abaixo de seu ponto de -269° C de ebulição, ele fará a transição para um estado superfluido. Ele ainda faz o oposto ao permanecer imóvel em um recipiente em movimento – se você deixar um copo girando e o líquido imóvel, ele vai ficar assim para sempre. “Se você deixar um copo circulando com o líquido e voltar 10 minutos mais tarde, ele continua da mesma forma”, explica o físico John Beamish, da Universidade de Alberta, no Canadá.

 

Superfluídos são difíceis de serem identificados na natureza, mas sabemos que ocorrem em dois isótopos de hélio (hélio-3 e hélio-4) quando estão liquefeitos por arrefecimento a temperaturas criogênicas. Robert Mann e sua equipe observaram o mesmo tipo de comportamento quando eles simularam um tipo específico de buraco negro – chamado de “buraco negro anti-de Sitter” – sob as condições da gravidade de Lovelock.

 

Também conhecida como a teoria da gravidade de Lovelock, este estado é uma generalização hipotética da teoria da relatividade geral de Einstein. Nas primeiras três ou quatro dimensões, coincide com a teoria de Einstein, mas em dimensões superiores – como a quinta, sexta e sétima – as leis da física são diferentes.

 

Tal estado não foi visto em nosso próprio Universo, mas os físicos sugerem que ele poderia governar as leis da física em outros universos, e estranhamente, quando você cola o modelo de um buraco negro em um universo com gravidade Lovelock, você obtém o equivalente um superfluido. “Dadas certas condições para a interação da gravidade com a matéria, a mudança para a superfluidez poderia acontecer em um conjunto mais amplo de buracos negros – mas provavelmente não em nosso Universo”, explica Leah.

 

Então por que é importante? Bem, infelizmente, a pesquisa não vai nos ajudar a encontrar um buraco negro superfluido, porque não temos certeza de que outros universos existem e muito menos se eles têm buracos negros ainda mais bizarros do que os nossos. Mas essa descoberta é uma oportunidade única para explorar as propriedades de superfluídos sem a necessidade de produzir alguma amostra de hélio líquido. Além disso, pode levar a novas maneiras de manipulá-los para a resistência zero. 

 

A simulação também funciona de maneira oposta – pela primeira vez, permite usar superfluidos para descobrir como buracos negros em nosso próprio Universo podem se comportar sob certas condições. “Isso poderia nos dizer algo sobre superfluidos que não podemos calcular por outros métodos“, disse o físico Jennie Traschen, da Universidade de Massachusetts Amherst, que não esteve envolvido no estudo. O estudo foi publicado na Physical Review Letters.

[ Science Alert ] [ Reprodução: Foto /  Science Alert]