Astrofísico Buracos negros realmente consomem entropia

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Astrofísico: Buracos negros realmente consomem entropia
 Vista
artística dos buracos negros em órbita. (Caltech/R. Fero, IPAC)
A entropia é um daqueles conceitos temivelmente profundos que formam o núcleo de campos inteiros da
física (neste caso, termodinâmica) que infelizmente é tão matemático que é difícil explicar em linguagem
simples. Mas vamos tentar.
Sempre que vejo a palavra entropia, gosto de substituí-la pela frase "contando o número de maneiras
que posso reorganizar um cenário, deixando-o em grande parte o mesmo". Isso é um pouco de bocado,
eu concordo, e assim a entropia terá que fazer.
Você se levanta no fim de semana de manhã e decide finalmente enfrentar a tarefa monumental de
limpar seu quarto.
Você pega, limpa, dobra e prende suas roupas. Você endireita os lençóis. Você atravessa seus
travesseiros. Você organiza sua gaveta de roupas íntimas.
Depois de horas de esforço, você se agaia a admirar seu trabalho manual, mas já pode sentir a
sensação de desconforto no estômago. Em pouco tempo, você só sabe que vai ser confuso novamente.
Você sabe disso instintivamente porque há apenas uma maneira singular de ter um quarto perfeitamente
ordenado, com um lugar para tudo e tudo em seu lugar.
Só há uma maneira de ter esse cenário preciso. Uma vez que você agora está familiarizado com a
palavra, você pode se sentir livre para usá-la: você pode dizer que uma sala perfeitamente limpa tem
muito baixa entropia.
Vamos introduzir alguma desordem. Você pega uma eck sem emparelhado e a lança no seu quarto.
Agora está confuso.
https://www.sciencealert.com/thermodynamics
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E você pode colocar uma medida quantificável nessa bagunça. A tua meia solitária pode estar no chão.
Pode estar na cama. Pode ser ficar metade de uma gaveta.
Há uma série de maneiras que você pode reorganizar esse cenário – a aparência de uma meia
desarrumável em seu quarto – enquanto mantém a imagem geral da mesma forma. A entropia é mais
alta.
E então seu cão, ou seus filhos, ou seu cão e crianças, batem na sala. - Se segue o caos.
Nada é onde é suposto estar, e há quase um número infinito de maneiras de alcançar o mesmo nível de
desordem.
A entropia – e a frustração – é realmente muito alta.
Os físicos gostam de usar entropia porque também serve como uma maneira útil de codificar a
informação em um sistema.
Assim, medindo a entropia – uma quantidade que os físicos estão muito confortáveis com o manuseio –
eles também podem controlar a quantidade de informações em um sistema.
Isso se aplica a qualquer sistema do universo, como buracos negros.
A partir de 1981, o físico Jacob Bekenstein – cujo trabalho veio pouco para nos fazer se referir à
radiação de Bekenstein – descobriu dois fatos notáveis e pouco intuitivos sobre buracos negros e seus
horizontes de eventos.
Primeiro, o volume contido nos buracos negros representa a maior quantidade absoluta de entropia que
qualquer volume de tamanho semelhante no universo pode ter.
Dito de outra forma, os buracos negros são esferas de entropia máxima. Deixa isso afundar.
Não importa o quão bagunçado seu quarto fique, não importa o quanto você deliberadamente ou
inadvertidamente aumente sua entropia, você nunca pode, nunca, bater a entropia de um buraco negro
do tamanho de uma sala. Esse fato deve levantar imediatamente algumas questões preocupantes, mas
intrigantes.
De todas as maravilhosas criações do universo, por que a natureza escolheu os buracos negros para
conter a maior entropia? Isso é uma mera coincidência, ou isso está nos ensinando algo valioso sobre a
conexão entre mecânica quântica, gravidade e informação?
Essa sensação de desconforto geminado e excitação deve raspar quando você aprende o segundo fato
sobre buracos negros que Bekenstein descobriu. Quando você adiciona informações a um buraco negro,
ele fica maior.
Isso por si só não é surpreendente, mas os buracos negros – e apenas os buracos negros – crescem de
tal forma que suas áreas de superfície, e não seus volumes, crescem na proporção da quantidade de
novas informações que passam para eles.
https://web.physics.ucsb.edu/~gary/BH,Entropy,Info.pdf
https://www.sciencealert.com/black-holes
https://www.universetoday.com/163305/gluttonous-black-holes-eat-faster-than-thought-does-that-explain-quasars/
https://www.sciencealert.com/black-holes
https://www.universetoday.com/163086/a-black-hole-nibbles-on-a-star-every-22-days-slowly-consuming-it/
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Se você pegar qualquer outro sistema no universo – uma estrela que consome um planeta, você
consome um cheeseburger – a entropia e a informação do sistema combinado subi. E assim faz o
volume (tanto para a estrela quanto para você).
E o volume aumenta proporcionalmente à quantidade de informação.
Mas os buracos negros, por alguma razão que ainda não compreendemos, desafiam essa imagem
intuitiva de senso comum.