Mini buracos negros: não há nenhum perigo!

A propósito do que se diz sobre a criação no CERN de mini-buracos negros, traduzi e publico aqui informação divulgada pela Sociedade Americana de Física:

INSIDE SCIENCE RESEARCH---PHYSICS NEWS UPDATE
The American Institute of Physics Bulletin of Research News
Nº 871 September 9, 2008
por Phillip F. Schewe, James Dawson, and Jason S. Bardi

"Mini-buracos negros não são perigosos. O Large Hadron Collider (LHC), o maior e mais caro instrumento científico jamais construído pelo homem em tempo de paz, começa a funcionar hoje, 10 de Setembro, quando um feixe de protões a alta velocidade começar a girar na máquina no interior de um túnel circular de 27 km perto de Genebra, na Suíça. Quando os protões colidirem uns com os outros no interior do acelerador, algo que os cientistas não estão certos que não possa acontecer é a produção de mini-buracos negros que engulam a matéria mais próxima. Um estudo recente mostra, porém, que a persistência de estrelas velhas no céu prova que pequenos buracos negros não podem engolir a Terra.

Isto não quer dizer que o acelerador não possa criar mini-buracos negros uma vez que ninguém sabe ao certo o que irá surgir a partir dos destroços das colisões no LHC. Os buracos negros são, ao que se julga, o último estado da matéria altamente comprimida, existindo aí gravidades tão poderosas que qualquer pedaço de matéria, e até mesmo luz, será inexoravelmente sugado para dentro dele sem nenhuma hipótese de escapar se acaso se aproximar da fronteira do buraco. Essa era a doutrina sobre buracos negros antes de Stephen Hawking, o conhecido físico da Universidade de Cambridge, ter avançado a ideia de que mesmo os buracos negros podem perder energia. A densidade de energia dentro de um buraco negro é tão grande que alguma dela pode ser convertida criando novas partículas, disse ele. Se essa conversão ocorrer na borda do buraco negro, argumentou Hawking, algumas dessas novas partículas poderiam escapar, transportando energia consigo. Desta forma os buracos negros podem perder energia. Podem "evaporar-se".

Existe uma regra na física que diz que quanto menor for o buraco negro, mais rápida será a sua "evaporação". Para um buraco negro do tipo dos do LHC, que se estima tenha apenas um milésimo de milionésimo de milésimo de milionésimo de metro de extensão (um attometro), o buraco negro apenas poderia existir durante pouco mais de alguns milésimos de milionésimo de milésimo de milionésimo de milésimo de milionésimo de segundo. Não existiria o tempo suficiente para engolir qualquer matéria próxima e não representaria qualquer perigo para a matéria vulgar.

Mas o que aconteceria no caso de Hawking estar errado? E se alguns buracos negros não evaporassem e fossem engolindo matéria ? O que seria se os cientistas criassem buracos negros pequenos, em Genebra, e eles durassem algum tempo a andar à solta? Esta possibilidade é abordada num artigo recente publicado na revista "Physical Review D". No seu estudo, Steve Giddings, da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara, EUA, e Michelangelo Mangano, do CERN (o laboratório onde está o LHC), estudam o que aconteceria se acaso houvesse um buraco negro preocupante, um buraco negro que não apenas conseguisse sobreviver, mas continuasse a crescer até chegar a um tamanho macroscópico (do tamanho de uma bola de golfe, digamos) num tempo mais curto do que alguns milhares de milhões de anos.

Se um tal tipo de buraco negro existisse, ele cresceria ainda mais rapidamente na situação de compressão que existe dentro de super-estrelas, tais como anãs brancas e estrelas de neutrões, onde a densidade da matéria é biliões ou triliões de vezes maior do que densidade das rochas que formam a Terra. Esses objectos celestes são criados quando uma estrela normal fica sem combustível e começa a contrair-se. Não existe nenhum LHC nessas estrelas, mas um buraco negro poderia eventualmente ser criado pela passagem de raios cósmicos, de partículas aleatórias que, ao atravessar o cosmos, batessem e entrassem no interior das estrelas.

Uma vez que os astrónomos observam o céu e vêem numerosas anãs brancas e estrelas de neutrões perfeitamente saudáveis e muito antigas, precisamente dos tipos que devem existir, os autores concluem que buracos negros em expansão rápida, do género dos que "comem" a vizinhança, são impossíveis. Esses buracos negros perigosos não podem existir dentro de estrelas densas e muito menos podem existir na Terra.

Michael Peskin, um físico de Stanford que não participou no estudo, diz que a existência de estrelas superdensas é semelhante aos canários que os mineiros de carvão usavam para detectar gás mortal - a presença desse gás seria rapidamente percebida pelo canário, dando aos mineiros um sinal de alerta. Como essas estrelas continuam a enviar-nos a sua luz, afirma Peskin , a Terra não estará em perigo com nenhum buraco negro (ver aqui )

Se os cientistas não sabem ao certo quais são as partículas que o LHC produzirá, por que é que construíram uma máquina tão grande e tão cara para "esmagar" partículas? Esse "esmagamento" é necessário para explorar o interior dos átomos. A energia da colisão das partículas está directamente relacionada com a profundidade que os cientistas conseguem alcançar. Uma grande energia dos protões exige um grande acelerador. Por que é que os feixes têm de ser tão energéticos? A resposta relaciona-se com a possibilidade de conversão de energia de uma forma noutra. Os protões circulam no LHC a uma velocidade de 99,999999% da velocidade da luz. De facto, circulam dois feixes de protões no mesmo túnel em sentidos opostas e, quando dois protões batem frontalmente, uma grande quantidade da imensa energia associada ao seu movimento pode, no momento da colisão, ser transformada em partículas que não existiam momentos antes.

Quando dois automóveis batem de frente os resultados são sempre maus. Mas, no mundo da física de alta energia, a ocorrência de violentos choques, com muitos detritos espalhados, é exactamente o que os investigadores querem. Entre os detritos poderão encontrar-se partículas que existiram eventualmente há milhares de milhões de anos, mas que, devido à sua instabilidade, há muito que decaíram. A criação destas partículas raras numa experiência moderna é precisamente o objectivo do LHC. A ideia é que essas "espécies extintas" de matéria podem fornecer-nos informação preciosa sobre as forças da natureza."