As colisões de buracos negros podem seguir a lei da entropia, oferecendo previsões remanescentes mais simples

Quando dois buracos negros orbitam um ao outro, eles eventualmente espiralam para dentro e colidem em um dos fenômenos mais violentos do universo. O evento é tão energético que distorce significativamente o universo ao seu redor.

Emite ondas gravitacionais, ondulações na estrutura do espaço-tempo, que são suficientemente fortes para serem detectadas com instrumentos de precisão na Terra, mesmo quando se originam a milhares de milhões de anos-luz de distância. Estas ondas gravitacionais transportam informações sobre o evento que os físicos usam para prever o tamanho do novo e maior buraco negro resultante da fusão, referido como remanescente.

Um artigo que descreve a pesquisa foi publicado na revista Physical Review Letters. O buraco negro final após uma fusão toca como um sino, e irradia mais ondas gravitacionais até se estabelecer num estado calmo e estável descrito por apenas dois números, a sua massa final e rotação," disse Monica Rincon-Ramirez, pós-doutoranda em física na Penn State Eberly.

A pergunta que fizemos é: Podemos prever como será esse estado final usando argumentos da termodinâmica?" A termodinâmica é o ramo da física que estuda como quantidades como energia, calor e entropia determinam o comportamento macroscópico de sistemas contendo muitas partículas. Johnson-McDaniel, pesquisador de pós-doutorado na Universidade do Mississippi que obteve doutorado em física na Penn State em 2011 e é autor do artigo.

Mas a partir da década de 1970, importantes físicos descobriram um paralelo interessante entre as propriedades dos buracos negros e as dos gases. Uma sala perfeitamente arrumada tem baixa entropia, existem apenas alguns arranjos que contam como “arrumados”.

A natureza tende a derivar para estados de alta entropia simplesmente porque há mais deles.

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