Dona Fifi aos 19 anos.



Entropia de um buraco negro


Quando os estudos sobre buracos negros começaram a esquentar, aí pela década de 70 do século passado, surgiu uma complicação. Um buraco negro, como se sabe, engole tudo que chega perto dele. Toda matéria que penetra em um buraco negro está perdida para o resto do Universo. Como nem a própria luz pode escapar de um buraco negro, nada podemos saber do que se passa dentro dele, a não ser por suposições teóricas.

Uma das características de um buraco negro dos grandes é um jato de gás relativístico que se estende por milhares de anos-luz.

Galáxia PG 0052+251, fotografada pelo Telescópio Espacial Hubble, pode ter um gigantesco buraco negro em seu núcleo.

O paradoxo era o seguinte: ao engulir matéria, o buraco negro engole a entropia dessa matéria. E, nada parece acontecer do lado de fora para compensar essa perda de entropia do Universo. Portanto, a Segunda Lei da Termodinâmica estaria sendo violada nas proximidades de um buraco negro (bem feito!).
Alguns físicos não ficaram satisfeitos com esse resultado. Violar uma lei fundamental como essa não é assim tão simples. Jacob Bekenstein, físico israelense, propôs que os buracos negros deveriam, também eles, ter entropia, que deveria crescer com a matéria engolida. Bekenstein calculou de quanto a entropia de um buraco negro aumentaria com a massa engolida e achou números enormes. Acreditar nesses números implicava em acreditar que os átomos e moléculas engolidos pelo buraco negro estariam em um tremendo grau de desordem. Ninguém ainda sabe direito o que se passa dentro de um buraco negro, já que nada pode sair de lá para contar alguma história. Mas, uma coisa é certa: se o buraco negro tem entropia, ele também tem uma temperatura. E, se tem temperatura, deve emitir radiação.
Os estudos de Bekenstein foram encarados com ceticismo pela comunidade de astrofísicos até que o russo Yakov Zel'dovich e o inglês Stephen Hawking, usando as armas da mecânica quântica associadas à relatividade geral de Einstein, mostraram que os buracos negros realmente emitem radiação. Hawking calculou que a entropia de um buraco negro é proporcional à área de sua superfície que, por sua vez, é inversamente proporcional ao quadrado de sua massa.

Esse surpreendente resultado serviu para aumentar ainda mais o prestígio da Segunda Lei da Termodinâmica. Mesmo em situações extremas, como nas beiradas de um buraco negro, a entropia sempre aumenta. Não há perdão.