As duas previsões bem conhecidas dos buracos negros hoje são duas. Primeiro, de dentro de um buraco negro você não pode escapar porque a saída está de volta no tempo. Segundo, você pode ver todo o futuro do universo porque o tempo no universo que você deixou agora é como o espaço. Pena que você não pode contar a ninguém.
A ideia de que vivemos dentro de um buraco negro não é tão louca quanto parece. Os buracos negros deformam o espaço e o tempo a ponto de inverter seus papéis. Para quem cai em um buraco negro, a dimensão radial, em direção à singularidade, torna-se tempo e a dimensão temporal torna-se como espaço. A ideia básica da teoria de que o Big Bang é um buraco negro (Buraco negro Teoria do Big Bang, ou BHBBT) é que a matéria de um universo mãe colapsa em um buraco negro. A singularidade deste buraco negro está em um único ponto no espaço em relação a qualquer um no universo pai. Mas, devido à inversão de tempo e espaço para qualquer pessoa dentro do universo filho, esse ponto no espaço r = 0 torna-se seu ponto de partida no tempo, t = 0. Então, o que era uma singularidade no espaço agora é uma singularidade no tempo, assim como o Big Bang.
Isso significa que qualquer matéria que caia do universo "mãe" para um buraco negro desaparecerá desse universo e emergirá em um ponto de partida completamente confuso do universo "filho".
Quanta matéria do universo "mãe" teria acabado no universo "filho"? E quanto pode terminar? Tudo também? Um universo pode acabar dentro de outro? A razão pela qual um universo inteiro pode estar contido em outro tem a ver com a maneira estranha como o tempo e o espaço podem ser deformados, esticados, comprimidos e distorcidos. O que parecia ser um centro morto no centro de um buraco negro pode ser um passo no nascimento de um novo universo.
Você pode ter muitos universos interconectados dessa maneira, onde as mães dão à luz filhas que dão à luz outras filhas e assim por diante indefinidamente. Longe de ter apenas 13 bilhões de anos, todo o cosmos interconectado pode ser infinitamente antigo.
O modelo padrão do Big Bang
O modelo padrão do universo do Big Bang (SBB) é que o universo, incluindo tempo, espaço e matéria, nasceu em um único ponto cerca de 13 bilhões de anos atrás. Do ponto de vista da relatividade geral, a teoria da gravidade de Einstein, o próprio espaço foi comprimido nesse ponto. Com o passar do tempo, o espaço começou a se expandir levando a matéria consigo. Esse processo continuaria hoje e sabemos disso porque quando observamos galáxias distantes, elas estão se afastando de nós. Quanto mais distante uma galáxia está, mais rápido ela se afasta de nós. Isso é consistente com uma teoria do universo em que o espaço está se expandindo. Quanto maior o espaço entre dois pontos, mais rápido eles podem se afastar. O exemplo padrão disso é um conjunto de pontos em um balão. Exploda o balão e todos os pontos se afastam.
Onde está o centro do universo?
O centro do universo, onde aconteceu o Big Bang, não está para nós no espaço, mas em um ponto no tempo, t = 0, no Big Bang. A analogia do balão é útil aqui porque o centro do balão obviamente não está no balão. O espaço, portanto, é como a superfície do balão com uma dimensão adicional, portanto é 3 dimensões em vez de 2. O passado é como o interior do balão.
Os buracos negros, entretanto, têm seus centros em um ponto no espaço, r = 0 nas coordenadas centradas na singularidade do buraco negro. Portanto, eles são fundamentalmente diferentes da singularidade do Big Bang.
Então, como podemos estar dentro de um buraco negro? O tempo se torna espaço
Uma das características estranhas da relatividade geral é sua capacidade de dobrar o espaço e o tempo ao ponto em que o tempo e o espaço podem trocar de papéis. Concentrações intensas de matéria podem distorcer o espaço e o tempo de modo a alterar o significado do espaço e do tempo para diferentes observadores. Para um observador fora de um buraco negro, chamado de observador distante, a singularidade está em um ponto no espaço. Para o observador dentro do horizonte de eventos, no entanto, a singularidade está em algum ponto do horizonte de eventos. tempo, algum tempo no futuro.
A teoria de que o Big Bang é um buraco negro, BHBBT, sugere que pelo menos para alguns tipos de singularidade, uma vez que a matéria é alcançada, ela entra em um novo universo onde o tempo para a singularidade é o ponto de partida desse universo.
Imagine que você é uma formiga rastejando sobre uma mesa. Enquanto você rasteja, desça uma ladeira. A inclinação fica cada vez mais íngreme até ficar completamente vertical. De repente, termina em um ponto. Isso é típico de como os buracos negros são representados. Mas agora, em vez de terminar naquele ponto, além desse ponto, o espaço se expande novamente. Passando por esse único ponto, você reemerge em um cone em expansão: um novo universo perpendicular ao que você deixou para trás.
Um buraco negro como a origem do universo
BHBBT é uma teoria convincente que pode ser rigorosamente formulada dentro dos limites da teoria da relatividade geral de Einstein. Não requer nova física. Também explica por que o Big Bang aconteceu. E no nível filosófico e no princípio antrópico ele explica de forma tranquilizadora que não nascemos "do nada", mas fomos gerados por outra coisa, e talvez sejamos em certo sentido infinitos.
Referências:
Smolin, Lee. "O universo evoluiu?" Gravidade clássica e quântica 9.1 (1992): 173.
Stuckey, WM "O universo observável dentro de um buraco negro". American Journal of Physics 62.9 (1994): 788 – 795.
Easson, Damien A. e Robert H. Brandenberger. "Geração do universo a partir de interiores de buracos negros". Jornal de física de alta energia 2001.06 (2001): 024.
