Stephen Hawking morreu hoje (14 de março), deixando para trás um enorme legado de trabalho como astrofísico, comunicador científico, ativista e figura de admiração da cultura pop. E no dia de sua morte, uma pergunta que ele levantou e trabalhou até os últimos anos de sua vida permanece sem resposta: as informações podem realmente ser perdidas para o universo?
O artigo mais famoso de Hawking, "Black Hole Explosions?", Publicado 44 anos atrás em 1974, levou um machado a toda a noção de buracos negros, como os físicos os haviam entendido anteriormente. E foi o primeiro golpe de Hawking nessa pergunta básica.
"Classicamente, um buraco negro deve ser 'perfeitamente frio', no sentido de absorver tudo, mas não emite nada. É assim que foram entendidos no início dos anos 1970", escreveu Robert McNees, físico da Universidade Loyola, em Chicago, por e-mail. .
Um buraco negro assim não irradiaria energia, e nada poderia escapar dele. Simplesmente existiria, frio, silencioso e eterno. O jornal de Hawking fez os buracos negros vivos - e possivelmente mortais.
"Quando Stephen considerou os efeitos da mecânica quântica em meados dos anos 70, ele descobriu que os buracos negros deveriam, em princípio, irradiar como se fossem objetos térmicos à temperatura", disse McNees à Live Science. "Se eles irradiam energia, sua massa diminui. E ele descobriu que, quando isso acontece, à medida que diminuem, a temperatura aumenta e eles irradiam ainda mais rápido".
Eventualmente, talvez, o buraco negro desapareça completamente ou encolherá um pouco. Sem conciliar totalmente a relatividade e a mecânica quântica em uma teoria robusta da "gravidade quântica" (o que os físicos chamam de "teoria de tudo"), o estágio final dessa evaporação do buraco negro permanece um mistério.
"O problema é que, de acordo com seus cálculos, a radiação é perfeitamente térmica. Ela não retém informações sobre o estado do material que formou o buraco negro, e isso violaria uma regra fundamental na mecânica quântica", escreveu McNees. .
A física quântica exige que todo o futuro e o passado de cada partícula sejam, em princípio, possíveis de descobrir e vincular através de uma série de eventos probabilísticos encadeados, causais e. Mas se um buraco negro libera uma sopa indiferenciada de partículas com suas informações - suas histórias - apagadas irrecuperavelmente, esse requisito é fundamentalmente quebrado.
"o 'paradoxo da informação do buraco negro' e as tentativas de resolvê-lo conduziram grande parte do trabalho em gravidade quântica desde que foi articulado pela primeira vez", escreveu McNees.
Hawking já era um físico talentoso em 1974. E muitas breves biografias implicam que, após a publicação de seu popular livro científico de 1988 "Uma Breve História do Tempo", seu trabalho científico mais importante estava por trás dele. Mas Hawking continuou a produzir trabalhos científicos significativos e controversos até a última década, brigando com o paradoxo que ele introduziu décadas antes.
O artigo mais dramático do fim da carreira que Hawking escreveu sugeriu que os buracos negros, como eles foram entendidos classicamente, não existem.
Em "Preservação da informação e previsão do tempo para buracos negros", publicado em 2014, ele sugeriu que o "horizonte de eventos" em torno dos buracos negros, o ponto além do qual nem a luz poderia escapar, realmente não existe. Em vez disso, ele escreveu, há simplesmente um horizonte "aparente" de luz presa que pode desaparecer e permitir que a luz escape.
"A ausência de horizontes de eventos significa que não há buracos negros - no sentido de regimes dos quais a luz não pode escapar ao infinito", escreveu Hawking.
Ele também sugeriu alguns problemas conceituais fundamentais com várias características que os físicos atribuíram aos buracos negros, como "firewalls" em torno de seus limites que destroem os observadores que tentam entrar.
Essa não era a palavra final de Hawking sobre ciência. Em 2016, Hawking publicou um artigo com o físico da Universidade de Cambridge Malcolm Perry e o físico da Universidade de Harvard Andrew Strominger chamado "Soft Hair on Black Holes".
A equipe de pesquisa argumentou que os buracos negros são cercados por partículas "moles" ou de energia zero, que eles chamam de cabelo. Eles escreveram que esses cabelos armazenam a informação perdida de partículas emitidas por buracos negros em "placas holográficas" além das regiões limítrofes dos buracos negros. Portanto, as informações, embora deslocadas, nunca são realmente perdidas.
"Uma descrição completa da placa holográfica e a resolução do paradoxo da informação continuam sendo um desafio aberto, que apresentamos novas e concretas ferramentas para resolver", escreveram eles.
Mesmo perto do fim de sua vida, Hawking continuou sendo um cientista ativo, apresentando idéias que avançavam em seu campo e idéias que seus colegas rejeitaram.
"Tenho a impressão de que o artigo de 2014 não é amplamente aceito. O artigo de 2016, por outro lado, que trabalha com Perry e Strominger, é uma direção na qual as pessoas ainda estão trabalhando ativamente", escreveu McNees.
"O paradoxo da informação do buraco negro tem sido uma das questões definidoras para as pessoas que trabalham com gravidade quântica. E, como permanece sem resposta, acho que continua sendo a questão mais interessante que surgiu".
