Buraco negro dentro de chip confirma teorias de Einstein.

Segundo a Teoria da Relatividade de Einstein, corpos de grande massa fazem a luz se curvar, um efeito chamado de lente gravitacional. Isso acontece porque a enorme gravidade deforma o espaço-tempo, fazendo com que o caminho mais curto para a luz ao redor de uma estrela maciça, por exemplo, seja uma curva. Não é possível criar um buraco negro em miniatura para demonstrar coisas desse tipo em sala de aula, mas é possível deixar a gravidade de lado e reproduzir o fenômeno da lente gravitacional usando apenas luz. Foi o que demonstraram C. Sheng e Hui Liu, da Universidade de Nanjing, na China, que são especialistas em metamateriais.

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Os pesquisadores chineses criaram, no interior de uma pastilha de plástico, uma estrutura fotônica que imita a curvatura do espaço-tempo. Em vez de se propagar pelo espaço, no interior do chip a luz viaja através de materiais sólidos transparentes com diferentes índices de refração. O fenômeno é o mesmo que faz uma colher parecer quebrada ao ser mergulhada em um copo de água, o que ocorre devido à diferença de índices de refração na interface entre o ar e a água. Os pesquisadores construíram um material no qual o índice de refração não muda abruptamente, como no experimento da colher no copo de água, mas vai variando aos poucos, fazendo com que a luz curve suavemente, imitando o efeito gerado por um corpo celeste de grande massa.

Para variar o índice de refração do plástico, a equipe aqueceu o material e adicionou microesferas de poliestireno. Como o plástico avançou sobre as microesferas conforme esfriava, sua espessura aumentou nas proximidades das esferas.

O índice de refração variável obtido é um análogo exato da curvatura da geometria do espaço-tempo em torno de uma estrela de grande massa. Esta é a primeira vez que se consegue obter uma solução exata para as equações de Einstein usando um modelo inteiramente óptico, sem qualquer participação da gravidade. É também a primeira demonstração da teoria que tenta explicar um fenômeno astrofísico que nunca foi observado – a chamada esfera fotônica de um buraco negro.

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Em vez de se propagar pelo espaço, no interior do chip a luz viaja através de materiais sólidos transparentes com diferentes índices de refração. [Imagem: Sheng et al./Nature Photonics]

Os buracos negros têm uma gravidade tão forte que não deixam nada escapar, nem mesmo a luz. Contudo, além do seu horizonte de eventos – a fronteira além da qual nada escapa – os buracos negros possuem uma região chamada esfera fotônica, uma região onde o espaço-tempo é fortemente curvado, somente aprisionando a luz em rotas curvas.

Não é possível observar esse fenômeno em buracos negros reais porque, por definição, a luz que comprovaria sua existência fica presa e, portanto, nunca chega aos telescópios. O chip agora construído permite visualizar perfeitamente a esfera fotônica de um buraco negro, além de fenômenos de lentes gravitacionais menos extremos.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br

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