O paradoxo da informação do buraco negro tem intrigado os físicos há décadas. Novas pesquisas mostram como as conexões quânticas no próprio espaço-tempo podem resolver o paradoxo e, no processo, deixar para trás uma assinatura sutil nas ondas gravitacionais.
Durante muito tempo pensamos que os buracos negros, por mais misteriosos que fossem, não causavam problemas. As informações não podem ser criadas ou destruídas, mas quando os objetos ficam abaixo dos horizontes de eventos, as informações que eles carregam ficam para sempre bloqueadas. Crucialmente, não está destruído, apenas escondido.
Mas então Stephen Hawking descobriu que os buracos negros não são totalmente negros. Eles emitem uma pequena quantidade de radiação e eventualmente evaporam, desaparecendo completamente da cena cósmica. Mas essa radiação não carrega consigo nenhuma informação, o que criou o famoso paradoxo: quando o buraco negro morre, para onde vai toda a sua informação?
Uma solução para este paradoxo é conhecida como não localidade não violenta. Isto tira partido de uma versão mais ampla do emaranhamento quântico, a “ação assustadora à distância” que pode unir partículas. Mas no quadro mais amplo, os aspectos do próprio espaço-tempo ficam emaranhados uns com os outros. Isto significa que tudo o que acontece dentro do buraco negro está ligado à estrutura do espaço-tempo fora dele.
Normalmente o espaço-tempo só é alterado durante processos violentos, como fusões de buracos negros ou explosões estelares. Mas este efeito é muito mais silencioso, apenas uma impressão digital subtil no espaço-tempo que rodeia um horizonte de eventos.
Se esta hipótese for verdadeira, o espaço-tempo em torno dos buracos negros carrega pequenas perturbações que não são inteiramente aleatórias; em vez disso, as variações estariam correlacionadas com a informação dentro do buraco negro. Então, quando o buraco negro desaparece, a informação é preservada fora dele, resolvendo o paradoxo.
Em um artigo recente aparecendo no servidor de pré-impressão de diário arXivmas ainda não revisada por pares, dois pesquisadores da Caltech investigaram essa hipótese intrigante para explorar como poderíamos testá-la.
Os investigadores descobriram que estas assinaturas no espaço-tempo também deixam uma marca nas ondas gravitacionais quando os buracos negros se fundem. Essas impressões são incrivelmente minúsculas, tão pequenas que ainda não somos capazes de detectá-las com os experimentos de ondas gravitacionais existentes. Mas eles têm uma estrutura única que se sobrepõe ao padrão de onda usual, tornando-os potencialmente observáveis.
A próxima geração de detectores de ondas gravitacionais, que pretendem entrar em operação na próxima década, poderá ter sensibilidade suficiente para detectar este sinal. Se o virem, seria tremendo, pois apontaria finalmente para uma solução clara do preocupante paradoxo e abriria uma nova compreensão tanto da estrutura do espaço-tempo como da natureza da não-localidade quântica.
