Evaporação dos buracos negros: uma revisão das contribuições da radiação Hawking para o modelo clássico

Abstract

A ausência de uma teoria quântica para a gravitação é uma das motivações de pesquisa na física atual. O físico Stephen Hawking propôs um dos mecanismo que chegou mais perto da unificação dessas duas importantes áreas da física: a Relatividade Geral e a Teoria Quântica de Campos. Esse processo de emissão de radiação pelos buracos negros, a partir de partículas virtuais formadas nos arredores do horizonte de eventos, estabelece uma relação intrigante entre estes astros e a termodinâmica. O objetivo deste trabalho é discutir o processo de evaporação dos buracos negros a partir do modelo teórico da Radiação Hawking, evidenciando as contribuições desta teoria para o modelo clássico previsto na Teoria da Relatividade Geral de Einstein para os buracos negros. Apesar do efeito Hawking ser desprezível quando da formação do buraco negro, ele não parece ser compatível com as regras mais básicas da Mecânica Quântica (conservação da informação e unitariedade). Os paradoxos que são levantados por este processo implicam em severos problemas que ainda dão margem a futuros desdobramentos na física teórica.

The absence of a quantum theory for gravitation is one of the motivations for research in current physics. The physicist Stephen Hawking proposed one of the mechanisms that came closest to unifying these two important areas of physics: General Relativity and Quantum Field Theory. This process of emission of radiation by black holes, from virtual particles formed in the surroundings of the event horizon, establishes an intriguing relationship between these collapsed stars and thermodynamics. The objective of this work is to discuss the process of black holes evaporation from the theoretical model of Hawking Radiation, pointing the contributions of this theory to the classical model predicted in Einstein's General Theory of Relativity for black holes. Although the Hawking effect is insignificant when the black hole is formed, it does not seem to be compatible with the most basic rules of quantum mechanics (information conservation and unitarity). The paradoxes that are raised by this process imply severe problems that still give rise to future developments in theoretical physics.