A Física dos Buracos Negros e a Radiação Hawking

Flashcards com conceitos e termos centrais da aula sobre buracos negros, mecânica quântica, relatividade e os fundamentos da radiação Hawking.

Buraco negro

Região do espaço-tempo com curvatura extrema delimitada pelo horizonte de eventos, que não é composta por estados ordinários da matéria como plasma, sólido ou gasoso, e da qual nada consegue escapar.

Horizonte de eventos

Raio delimitado pela intensidade do campo gravitacional em torno de um buraco negro, a partir do qual nada consegue retornar, nem mesmo a luz.

Radiação Hawking

Fenômeno quântico descoberto por Stephen Hawking na década de 1970, caracterizado pela emissão de partículas e fótons gerados na borda do horizonte de eventos à custa da energia do próprio buraco negro.

Relatividade geral

Teoria formulada por Albert Einstein com foco na descrição macroscópica do universo, na qual a gravidade é a interação dominante e a massa distorce o espaço-tempo de forma perceptível.

Mecânica quântica

Área da física voltada à escala microscópica e às interações eletromagnética, forte e fraca, fundamentada em princípios probabilísticos em vez de leis estritamente determinísticas.

Singularidade

Ponto de densidade extrema, como o centro de um buraco negro ou a origem do Big Bang, cuja descrição física teórica exige a reconciliação entre a relatividade geral e a mecânica quântica.

2º postulado da dinâmica de buracos negros

Postulado introduzido por Stephen Hawking que estabelecia inicialmente que a área e o tamanho dos buracos negros nunca diminuem.

Evaporação de um buraco negro

Processo teórico no qual o buraco negro perde energia e massa continuamente devido à emissão de radiação, encolhendo ao longo do tempo até desaparecer por completo.

Campo quântico

Entidade distribuída por todo o espaço-tempo, inclusive no vácuo, que atribui valores probabilísticos de energia e momento para cada tipo de partícula ou interação.

Princípio da incerteza de Einsteinberg

Propriedade fundamental da mecânica quântica que impede determinar simultaneamente e com precisão exata grandezas conjugadas como posição e momento, ou energia e tempo.

Flutuações quânticas de vácuo

Oscilações e variações aleatórias de energia que ocorrem no vácuo em intervalos de tempo diminutos e volumes espaciais extremamente pequenos.

Partículas virtuais

Pares de partículas criados espontaneamente a partir das flutuações de energia do vácuo, cuja existência é tão efêmera que a conservação da energia do sistema é mantida.

Raio de Schwarcchild

Raio geométrico de um buraco negro calculado estritamente a partir de sua massa, o qual determina sua área superficial e a luminosidade da radiação emitida.

Equação $E = mc^2$

Equação de equivalência entre massa e energia que explica por que a perda contínua de energia por radiação acarreta a redução proporcional da massa de um buraco negro.

Buracos negros primordiais

Pequenos buracos negros hipotéticos com dimensões atômicas, cuja intensa taxa de radiação causaria evaporação acelerada que culmina em fortes emissões de raios gama.

Era dos buracos negros

Fase futura da cronologia cósmica que pode perdurar até o universo atingir $10^{100}$ anos, momento em que todo o gás terá se esgotado e restará apenas a evaporação final dos buracos negros.

Condensado de Bohl-Einstein

Sistema físico experimental utilizado em estudo de 2019 publicado na revista Nature para recriar em laboratório um análogo do comportamento da radiação Hawking.

Sistema de telescópio HES

Experimento astronômico que busca evidências observacionais da radiação Hawking por meio da identificação de rajadas de raios gama emitidas por buracos negros primordiais em fim de vida.