Os buracos negros são regiaµes do espaço onde a gravidade émuito forte - tão forte que nada que entre neles pode escapar, incluindo a luz. As previsaµes tea³ricas sugerem que existe um raio ao redor dos buracos negros conhecido como horizonte de eventos. Uma vez que algo passa pelo horizonte de eventos, ele não pode mais escapar de um buraco negro, pois a gravidade se torna mais forte a  medida que se aproxima de seu centro.

O fa­sico tea³rico Stephen Hawking previu que, embora nada possa escapar de dentro deles, os buracos negros emitem espontaneamente uma quantidade limitada de luz, que éconhecida como radiação de Hawking . De acordo com suas previsaµes, essa radiação éesponta¢nea (ou seja, surge do nada) e estaciona¡ria (ou seja, sua intensidade não muda muito com o tempo).

Pesquisadores do Technion-Israel Institute of Technology realizaram recentemente um estudo com o objetivo de testar as previsaµes tea³ricas de Hawking . Mais especificamente, eles examinaram se o equivalente a  radiação Hawking em um "buraco negro artificial" criado em um laboratório era estaciona¡rio.

“Se vocêentrar no horizonte de eventos , não hácomo sair, nem mesmo para a luz”, disse Jeff Steinhauer, um dos pesquisadores que realizaram o estudo. "A radiação Hawking comea§a fora do horizonte de eventos , onde a luz mal consegue escapar. Isso émuito estranho porque não hánada la¡; éum espaço vazio. No entanto, essa radiação comea§a do nada, sai e vai em direção a  Terra."

O buraco negro artificial criado por Steinhauer e seus colegas tinha aproximadamente 0,1 mila­metro de comprimento e era feito de um gás composto por 8.000 a¡tomos de ruba­dio, que éum número relativamente baixo de a¡tomos. Cada vez que os pesquisadores tiravam uma foto dele, o buraco negro era destrua­do. Para observar sua evolução ao longo do tempo, eles tiveram que produzir o buraco negro, tirar uma foto dele e então criar outro. Esse processo foi repetido muitas vezes, durante meses.

A radiação Hawking emitida por este buraco negro anala³gico éfeita de ondas sonoras, em vez de ondas de luz. Os a¡tomos de ruba­dio fluem mais rápido do que a velocidade do som, portanto as ondas sonoras não podem alcana§ar o horizonte de eventos e escapar do buraco negro. Fora do horizonte de eventos, no entanto, o gás flui lentamente, então as ondas sonoras podem se mover livremente.

“O ruba­dio estãofluindo rápido, mais rápido do que a velocidade do som, e isso significa que o som não pode ir contra o fluxo”, explicou Steinhauer. "Digamos que vocêesteja tentando nadar contra a corrente. Se esta corrente estãoindo mais rápido do que vocêpode nadar, então vocênão pode se mover para frente, vocêéempurrado para trás porque o fluxo estãose movendo muito rápido e na direção oposta, então vocêestãopreso. a‰ assim que seria ficar preso em um buraco negro e tentar alcana§ar o horizonte de eventos por dentro. "

De acordo com as previsaµes de Hawking, a radiação emitida pelos buracos negros éesponta¢nea. Em um de seus estudos anteriores, Steinhauer e seus colegas foram capazes de confirmar essa previsão em seu buraco negro artificial. Em seu novo estudo, eles começam a investigar se a radiação emitida por seu buraco negro também éestaciona¡ria (ou seja, se permanece constante ao longo do tempo).

"Um buraco negro deve irradiar como um corpo negro, que éessencialmente um objeto quente que emite uma radiação infravermelha constante (ou seja, radiação de corpo negro)", disse Steinhauer. "Hawking sugeriu que os buracos negros são como estrelas regulares, que irradiam um certo tipo de radiação o tempo todo, constantemente. Isso éo que quera­amos confirmar em nosso estudo, e o fizemos."

A radiação Hawking écomposta de pares de fa³tons (ou seja,partículas de luz): um emergindo de um buraco negro e outro caindo de volta para dentro dele. Ao tentar identificar a radiação Hawking emitida pelo buraco negro anala³gico que eles criaram, Steinhauer e seus colegas procuraram pares semelhantes de ondas sonoras, uma saindo do buraco negro e a outra entrando nele. Depois de identificar esses pares de ondas sonoras , os pesquisadores tentaram determinar se havia as chamadas correlações entre eles.

"Tivemos que coletar muitos dados para ver essas correlações", disse Steinhauer. "Assim, fizemos 97.000 repetições do experimento; um total de 124 dias de medição conta­nua."

No geral, as descobertas parecem confirmar que a radiação emitida pelos buracos negros éestaciona¡ria, conforme previsto por Hawking. Embora essas descobertas se apliquem principalmente ao buraco negro anala³gico que criaram, estudos teóricos podem ajudar a confirmar se também podem ser aplicadas a buracos negros reais.

"Nosso estudo também levanta questões importantes, porque observamos toda a vida do buraco negro anala³gico, o que significa que também vimos como a radiação Hawking começou", disse Steinhauer. "Em estudos futuros, pode-se tentar comparar nossos resultados com as previsaµes do que aconteceria em um buraco negro real, para ver se a radiação Hawking 'real' comea§a do nada e depois aumenta, como observamos."

Em algum ponto durante os experimentos dos pesquisadores, a radiação em torno de seu buraco negro anala³gico tornou-se muito forte, a  medida que o buraco negro formava o que éconhecido como um "horizonte interno". Além do horizonte de eventos, a teoria da relatividade geral de Einstein prevaª a existaªncia de um horizonte interno, um raio dentro de buracos negros que delineia uma regia£o mais próxima de seu centro.

Na regia£o dentro do horizonte interno, a atração gravitacional émuito menor, portanto, os objetos são capazes de se mover livremente e não são mais puxados em direção ao centro do buraco negro. No entanto, eles ainda são incapazes de deixar o buraco negro, pois não podem passar pelo horizonte interno na direção oposta (ou seja, indo em direção ao horizonte de eventos).

"Essencialmente, o horizonte de eventos éa esfera externa de um buraco negro e, dentro dele, háuma pequena esfera chamada horizonte interno", disse Steinhauer. "Se vocêcair no horizonte interno, ainda estara¡ preso no buraco negro, mas pelo menos não sente a estranha física de estar em um buraco negro. Vocaª estaria em um ambiente mais 'normal', já que a força da gravidade seria menor, vocênão sentiria mais. "

Alguns fa­sicos previram que, quando um buraco negro anala³gico forma um horizonte interno, a radiação que ele emite se torna mais forte. Curiosamente, isso éexatamente o que aconteceu no buraco negro anala³gico criado pelos pesquisadores do Technion. Este estudo pode, portanto, inspirar outros fa­sicos a investigarem o efeito da formação de um horizonte interno na intensidade da radiação Hawking de um buraco negro.