A radiação Hawking descreve partículas hipotéticas formadas por um limite de um buraco negro. Esta radiação implica que os buracos negros têm temperaturas inversamente proporcionais à sua massa.

Posto de outra forma, quanto menor for um buraco negro, mais quente ele deve brilhar.

Embora nunca tenha sido directamente observado, a radiação Hawking é uma previsão suportada por modelos combinados de relatividade geral e mecânica quântica. Tem o nome do eminente físico Stephen Hawking, que, em 1974, publicou um artigo intitulado Black hole explosions? argumentando pela sua existência.

Se se demonstrasse ser factual, a radiação Hawking significaria que os buracos negros podem emitir energia e, portanto, encolher de tamanho, com o menor destes objetos insanamente densos explodindo rapidamente em um sopro de calor (e o maior evaporando lentamente ao longo de trilhões de anos em uma brisa fria).

Porquê os buracos negros devem brilhar?

Quando a matéria entra num buraco negro, está efectivamente trancada longe do resto do Universo. Isto também remove uma medida de desordem; uma característica que os físicos chamam de entropia.

Desde que esta remoção de matéria deixa o Universo menos desordenado, pensava-se que quebraria a segunda lei da termodinâmica.

Um estudante de física de Princeston nos EUA chamado Jacob Bekenstein apontou que o limite em torno do espaço mais afetado pela gravidade insana de um buraco negro – uma ‘superfície’ chamada horizonte de eventos – deve aumentar de área sempre que a matéria cair.

Ele mostrou como essa área representa a medida da entropia que de outra forma se perderia, uma sugestão que deveria resolver o paradoxo.

Gavião não estava tão certo. A entropia é outra forma de descrever a energia térmica, que necessariamente emite radiação. Se um horizonte de eventos tem entropia, ela deve brilhar de alguma forma, o que significa que os buracos negros não seriam tão negros afinal.

Nos seus esforços para refutar a sugestão aparentemente absurda de Bekenstein, Hawking discutiu isso com outros físicos e tentou mostrar usando modelos matemáticos que isso não era possível.

Em vez disso, ele descobriu que os buracos negros realmente parecem brilhar com luz fria.

Como os buracos negros produzem radiação Hawking?

O processo físico por detrás da emissão de partículas de perto do horizonte de eventos de um buraco negro é bastante complexo, contando com um sólido entendimento da matemática da teoria quântica do campo.

É comumente descrito como o resultado de partículas gêmeas ‘virtuais’ que emergem naturalmente do vácuo sendo separado pela gravidade. Normalmente eles recombinariam e cancelariam, mas neste caso a separação deixa uma metade de cada par para escapar como radiação real.

Na verdade, a própria explicação popular de Hawking da matemática descreve partículas virtuais fugazes afetadas pela gravidade extrema, com uma metade do par removendo a massa do buraco negro graças à gravidade extrema fornecendo a partícula com energia negativa.

Outros físicos sentem que esta descrição ‘localizada’ de partículas que se separam sobre uma linha imaginária é um toque enganador.

Embora fosse necessária uma teoria completa do papel da gravidade na mecânica quântica para mapear esta interação adequadamente, as conclusões de Hawking mostram como o espaço curvo pode perturbar a mistura de propriedades quânticas nos campos próximos a um horizonte de eventos, ao ponto de os buracos negros ‘dispersarem’ algumas características enquanto deixam outras intactas. São estas propriedades intactas que se assemelham a temperaturas específicas de radiação, e podem causar a retracção de um buraco negro.