Turbulência de informação em buracos negros e a tensão de Hubble

Por que o problema da expansão do Universo importa

Nosso universo está se expandindo, mas dois dos nossos melhores métodos de medida discordam sobre a velocidade exata dessa expansão. Esse enigma, conhecido como a “tensão de Hubble”, pode indicar que algo importante está faltando em nossa compreensão de espaço, tempo e matéria. Este artigo explora uma ideia audaciosa: que o comportamento da informação dentro de um buraco negro — especificamente como ela cresce e se torna turbulenta — poderia produzir de forma natural duas taxas diferentes de expansão cósmica, espelhando os valores que hoje estão em conflito.

Padrões que se repetem pelo cosmos

Fractais são formas cujos padrões se repetem em muitas escalas, como os ramos de uma árvore ou o contorno recortado de uma costa. Em cosmologia, um comportamento análogo a fractais aparece na radiação cósmica de fundo e na teia de grande escala das galáxias. O autor propõe que, para entender a tensão de Hubble, devemos observar como tais padrões repetitivos podem surgir de uma física profunda, não apenas da matéria visível, mas da própria informação que fundamenta o espaço-tempo. Baseando-se em ideias modernas de que o espaço-tempo pode emergir do entrelaçamento quântico, e que buracos negros se comportam como os mais poderosos processadores de informação possíveis, o trabalho trata o interior de um buraco negro como uma espécie de circuito quântico onde a informação se espalha e se mistura.

De circuitos quânticos à informação turbulenta

Nessa imagem de circuito quântico, bits de informação quântica — qubits — interagem e “infectam” uns aos outros passo a passo, muito parecido com indivíduos em uma população em crescimento. Trabalhos anteriores descreveram isso com uma equação suave e contínua. Aqui, o autor mantém a dinâmica em passos discretos e mostra que a evolução segue uma regra clássica não linear conhecida por produzir caos e comportamento complexo. Quando os recursos finitos dentro do buraco negro são levados em conta, o sistema entra em um estado que o autor chama de turbulência de informação: um padrão complicado e em constante ramificação onde coeficientes que descrevem o comportamento do sistema formam uma cascata fractal, semelhante em espírito à forma como a energia se move entre escalas na turbulência de fluidos ordinários.

Um espelho fractal da história cósmica

À medida que essa cascata fractal progride, ela preenche um “espaço” abstrato crescente com elementos ativos e lacunas vazias. Quando a cascata esgota seus recursos, ela para e, efetivamente, é vista por um observador externo como correndo ao contrário. O autor acompanha como as frações de partes ativas e vazias mudam durante essa evolução reversa e descobre que seu comportamento se assemelha muito a como as frações de matéria e energia escura mudam ao longo do tempo cósmico em modelos cosmológicos padrão. Tratando cada passo na fractal como aproximadamente análogo a uma época cósmica e ajustando os dados fractais a modelos familiares de expansão, o estudo liga a geometria dessa cascata de informação à história da expansão do universo.

Duas maneiras pelas quais o espaço pode parecer crescer

Para tornar esse vínculo mais concreto, o artigo introduz duas medidas de como a fractal “preenche” o espaço. Uma medida foca no pó fino e granulado de pequenos elementos, e outra nos motivos repetitivos ou aglomerados de maior escala. Ambas evoluem conforme a cascata se desenvolve e retrocede. Quando as taxas de variação dessas medidas são traduzidas em taxas efetivas de expansão — usando fórmulas cosmológicas padrão — elas naturalmente produzem dois valores diferentes para a constante de Hubble. Um se alinha com a taxa de expansão mais baixa inferida a partir do universo primitivo (como a partir da radiação cósmica de fundo), que é sensível a detalhes em pequena escala. O outro concorda com a taxa de expansão mais alta medida a partir de galáxias e supernovas próximas, que respondem mais à estrutura em grande escala.

O que isso significa para a tensão de Hubble

Em termos cotidianos, o estudo sugere que a tensão de Hubble pode não exigir partículas novas misteriosas ou grandes erros experimentais. Em vez disso, ela poderia surgir da maneira fractal e turbulenta com que a informação evoluiu dentro de um buraco negro, moldando o espaço-tempo de tal forma que métodos diferentes “veem” níveis distintos de detalhe estrutural. O trabalho não se apresenta como um modelo cosmológico completo, mas mostra que um processo único de informação subjacente pode imitar duas taxas distintas de expansão cósmica. Para o leitor leigo, a mensagem-chave é que as medidas conflitantes da expansão do universo podem ser um vestígio de padrões de informação profundos e fractais gravados no tecido do espaço.

Citação: Cabrera Fernández, J.L. Black hole information turbulence and the Hubble tension. Sci Rep 16, 14602 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44713-z

Palavras-chave: Tensão de Hubble, buracos negros, cosmologia fractal, turbulência de informação, expansão cósmica