O bit e o buraco negro

Será que tudo que cai nele desaparece para sempre?

Existe uma estranha controvérsia na física teórica, o chamado paradoxo da informação. É tudo culpa dos buracos negros, sem dúvida os objetos mais peculiares que existem. Einstein não era um fã deles, mesmo que sejam conseqüência direta da sua teoria gravitacional, a teoria da relatividade geral. É que os buracos negros abusam das leis da física, forçando-as a passar dos seus limites.

Antes de falarmos do paradoxo da informação, convém lembrar o que são buracos negros. Toda estrela tem um ciclo de vida: ela nasce, evolui e morre. Essa trajetória depende essencialmente da massa da estrela. Quanto mais massa, menos ela vive e mais dramática sua morte. Alguns dos eventos mais energéticos que existem no Universo, explosões de supernova, talvez até dando origem às explosões de raios gama, são os estertores de estrelas com massas dez ou mais vezes maiores do que a do Sol. Pois bem, segundo a teoria da relatividade de Einstein, a massa encurva o espaço: quanto mais massa, maior a curvatura do espaço à sua volta. O leitor pode imaginar o que ocorre se levarmos essa idéia ao extremo. Se a concentração de massa for muito grande, a curvatura será também enorme. E quanto maior a curvatura, mais difícil é escapar de suas garras, como numa ladeira com inclinação variável. O buraco negro nasce quando a curvatura é tal que nada escapa de seu interior, nem mesmo a luz.

O tamanho de um buraco negro é dado pelo seu "horizonte", a distância que delimita sua influência irreversível. Se alguém ou algo atravessar o horizonte de um buraco negro, jamais escapará de dentro dele. O problema é que ninguém sabe exatamente o que ocorre dentro de um buraco negro.

Será que tudo que cai num buraco negro desaparece para sempre? Será que os buracos negros duram para sempre? E se não durarem? Será que as coisas que caíram neles reaparecem misteriosamente?

Bem, as coisas que caírem num buraco negro serão certamente desmanteladas, trituradas pelas incríveis forças gravitacionais que residem nele.

Porém, as partículas mais elementares da matéria, as que não podem ser destruídas pois não existe nada menor do que elas, devem resistir à essa trituração toda.

Stephen Hawking, há vários anos, propôs que os buracos negros não são eternos. Usando as leis da mecânica quântica, a que descreve a física dos átomos e partículas, ele mostrou que buracos negros perdem sua massa bem devagarinho, como se estivessem evaporando. Ora, se buracos negros evaporam, o que ocorre com toda a massa que engoliram enquanto existiram, inclusive a matéria da estrela que deu-lhes origem? Esse é o paradoxo da informação.

Uma das possibilidades é que a informação que desaparece é "devolvida", bem aos poucos, durante a evaporação do buraco negro. Outra possibilidade, bem mais exótica e improvável, é que buracos negros são passagens para outros pontos do universo, como se fossem as entradas de túneis.

Nesse caso, a informação simplesmente sairia em outro ponto do espaço. Ainda outra possibilidade é que, ao evaporarem, buracos negros passam por várias etapas, sendo que as últimas ocorrem em mais de quatro dimensões. A informação que entrou sai na forma de vibrações de geometrias com dimensões extra.

Recentemente, Tanmay Vachaspati, um físico indiano trabalhando nos EUA e seus colaboradores sugeriram que o problema da informação não existe porque buracos negros não existem! Claro, não sabemos ainda como resolver o paradoxo. Mas é óbvio que muita informação a respeito está sendo gerada.