10 fatos científicos sobre os buracos negros que você precisa saber


Buracos negros são os únicos objetos no universo que podem aprisionar a luz pela força gravitacional. Os cientistas acreditam que eles são formados quando o cadáver de uma estrela massiva entra em colapso, tornando-se tão densa que distorce o tecido do espaço e do tempo.

E qualquer matéria que atravessa o seu horizonte, também conhecido como o ponto de não retorno, é espiralizado em direção a um destino desconhecido. Apesar de décadas de pesquisas, estes fenômenos cosmológicos monstruosos permanecem envoltas em mistério.

Eles ainda estão impulsionando as mentes dos cientistas que os estudam. Eis aqui as 10 razões:

Os buracos negros não sugam

Ilustração de um buraco negro jovem

Ilustração de um buraco negro jovem, como os dois quasares distantes livre de poeira avistados recentemente pelo Telescópio Espacial Spitzer. Crédito: NASA / CXC / M.Weiss

Alguns pensam que os buracos negros são como aspiradores cósmicos que sugam no espaço ao redor deles quando, na verdade, os buracos negros são como qualquer outro objeto no espaço, embora com um forte campo gravitacional.

Se você substituir o Sol por um buraco negro de massa igual, a Terra não seria sugada, ela continuaria em órbita do buraco negro, da mesma maneira que orbita o Sol, hoje.

Os buracos negros parecem que estão sugando toda a matéria ao redor, mas isso é um equívoco comum. Estrelas companheiras lançam um pouco da sua massa na forma de vento estelar, e o material presente no vento cai então nas garras de seu vizinho com fome, um buraco negro.

Einstein não descobriu buracos negros

Karl Schwarzschild foi o primeiro a usar a teoria da relatividade

Karl Schwarzschild foi o primeiro a usar a teoria da relatividade geral de Einstein para prever o ponto de não retorno para um buraco negro. Crédito: Domínio Público

Einstein não descobriu a existência de buracos negros, embora sua teoria da relatividade não preveja a sua formação. Em vez disso, Karl Schwarzschild foi o primeiro a usar as equações revolucionárias de Einstein e mostrar que os buracos negros poderiam de fato se formar.

Ele demonstrou isto no mesmo ano em que Einstein divulgou sua teoria da relatividade geral em 1915. A partir do trabalho de Schwarzschild veio um termo chamado o raio de Schwarzschild, uma medida de quão pequeno você tem que comprimir qualquer objeto para criar um buraco negro.

Muito antes disso, o polímata britânico John Michell previu a existência de “estrelas escuras” tão grandes ou tão comprimidas que poderiam possuir forças gravitacionais tão fortes que nem mesmo a luz poderia escapar; buracos negros não obtiveram seu nome universal até 1967.

Os buracos negros vão transformar você e tudo mais em espaguete

Os buracos negros esticar qualquer coisa

Os buracos negros esticar qualquer coisa que se atreve a chegar perto demais. Crédito: Domínio Público

Os buracos negros têm essa capacidade incrível para esticá-lo, literalmente, em um longo fio parecido com espaguete. Apropriadamente, esse fenômeno é chamado de “espaguetificação”. Clique aqui e veja.

O modo como funciona tem a ver com a forma como a gravidade se comporta com a distância. Exatamente agora, seus pés estão mais perto do centro da Terra e são, portanto, mais fortemente atraídos do que a sua cabeça. Sob extrema gravidade, por exemplo, perto de um buraco negro, essa diferença de atração irá realmente começar a trabalhar contra você.

Conforme seus pés começam a serem esticados pela força da gravidade, eles vão se tornando cada vez mais atraídos a medida que eles ficam mais perto do centro do buraco negro. Quanto mais perto eles ficam, mais rápido eles se movem. Mas a metade superior do seu corpo está mais longe e por isso não está se movendo em direção ao centro o mais rápido. O resultado: “espaguetificação”!

Os buracos negros poderiam gerar novos universos

Nós poderíamos ser apenas um Universo em um vasto multiverso

Nós poderíamos ser apenas um Universo em um vasto multiverso. Crédito: NASA / ESA / D. Coe / J. Anderson / R. van der Marel (STScI)

Pode parecer loucura que os buracos negros poderiam gerar novos universos – especialmente porque não temos certeza se existem outros, mas a teoria por trás disso é um campo de pesquisas bem ativo hoje.

Uma versão muito simplificada de como isso funciona é que o nosso Universo hoje em dia, quando você olha para os números, tem algumas condições extremamente convenientes que se uniram para criar a vida. Se você mexer com essas condições, mesmo em uma quantidade minúscula, então nós não estaríamos aqui.

A singularidade no centro dos buracos negros quebra nossas leis padrão da física e poderia, em teoria, mudar essas condições e desovar, um universo novo ligeiramente alterado.

Os buracos negros literalmente puxam o espaço ao seu redor

Um tipo de diagrama de incorporação que ilustra a curvatura geral relatividade do espaço.

Um tipo de diagrama de incorporação que ilustra a curvatura geral relatividade do espaço. Crédito: Cassini-ciência-br

Imagine o espaço como uma folha de borracha esticada com linhas de grade entrecruzados. Quando você coloca um objeto na folha, ele afunda um pouco.

Quanto maior a massa de um objeto que você colocar na folha, mais profundamente ele se afunda. Este efeito de afundamento distorce as linhas de grade não mais deixando-as em linha reta, mas curva.

Quanto mais profundo o poço que você faz no espaço, mais ele se distorce e fica curvo. E o mais profundo dos poços são feitos por buracos negros. Eles criam um poço profundo no espaço de tal forma que nada tem energia suficiente para subir de volta para fora, nem mesmo a luz.

Os buracos negros são fábricas de energia

Os buracos negros são altamente eficientes na geração de energia. Crédito: ESO

Os buracos negros são altamente eficientes na geração de energia. Crédito: ESO

Os buracos negros pode gerar energia de forma mais eficiente do que o nosso Sol.

A maneira como isso funciona tem a ver com o disco de material que orbita em torno de um buraco negro. O material que está mais próximo da orla do horizonte na borda interna do disco irá orbitar muito mais rapidamente do que o material na borda exterior do disco. Isto é porque a força gravitacional é mais forte perto do horizonte.

Porque o material está orbitando e movendo-se tão rapidamente, ele aquece a bilhões de graus Fahrenheit, que tem a capacidade de se transformar a massa do material em energia uma forma chamada radiação de corpo negro.

Para comparar, a fusão nuclear converte cerca de 0,7 por cento da massa em energia. A condição em torno de um buraco negro converte 10 por cento da massa em energia. Isso é uma grande diferença!

Os cientistas ainda propõem que este tipo de energia poderia ser usada para alimentar as naves do futuro.

Há um buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia

buraco negro supermassivo

Sagitário A, o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, é mais de quatro milhões de vezes a massa do nosso Sol Crédito: AP

Os cientistas acreditam que há um buraco negro supermassivo no centro de quase todas as galáxias, incluindo a nossa. Esses buracos negros realmente ancoram galáxias, mantendo-os juntos no espaço.

O buraco negro no centro da Via Láctea, Sagitário A, ele tem mais de quatro milhões de vezes mais massa que o nosso Sol. Embora o buraco negro, que está a quase 30.000 anos-luz de distância, está muito dormente, no momento, os cientistas acreditam que 2 milhões de anos atrás, entrou em erupção em uma explosão que poderia até mesmo ter sido vista da Terra.

Os buracos negros retardam o tempo

Tempo fica mais lento quando você alcança o horizonte de eventos - o ponto de não retorno. Crédito: Flickr / Nick

Tempo fica mais lento quando você alcança o horizonte, o ponto de não retorno. Crédito: Flickr / Nick

Para entender o porquê, pense de volta no experimento duplo que é muitas vezes usado para explicar como o tempo e espaço trabalham em conjunto na teoria da relatividade geral de Einstein:

Um gêmeo permanece na Terra, enquanto o outro se afasta para o espaço na velocidade da luz, se vira, e volta para casa. O gêmeo que viajou através do espaço é significativamente mais jovem, porque quanto mais rápido você se move, o tempo passa mais devagar para você.

Conforme você vai se aproximando do horizonte de um buraco negro, você está se movendo a velocidades tão altas devido à forte força gravitacional dele, que o tempo vai desacelerar.

Os buracos negros evaporam com o tempo

Os buracos negros podem não ser poços sem fundo no final das contas. Alguma energia pode ser capaz de escapar deles.

Os buracos negros podem não ser poços sem fundo no final das contas. Alguma energia pode ser capaz de escapar deles. Crédito: Ho New

Esta descoberta surpreendente foi prevista pela primeira vez por Stephen Hawking em 1974. O fenômeno é chamado de radiação de Hawking.

A radiação de Hawking dispersa massa do buraco negro no espaço e no tempo, e vai realmente fazer isso até que não há mais nada, essencialmente, matando o buraco negro. É por isso que a radiação Hawking também é conhecida como evaporação de buraco negro.

Qualquer coisa pode se tornar um buraco negro, em teoria

REUTERS/NASA/JPL-Caltech/Handout

REUTERS/NASA/JPL-Caltech/Handout

A única diferença entre um buraco negro e o nosso Sol é que o centro de um buraco negro é feito de material extremamente denso, o que dá ao buraco negro um forte campo gravitacional. É esse campo gravitacional que pode interceptar tudo, incluindo a luz, e é por isso que não podemos ver os buracos negros.

Você poderia, teoricamente, transformar qualquer coisa em um buraco negro.

Se você encolher nosso Sol para um tamanho de apenas 3,7 milhas (6 quilômetros) transversalmente, por exemplo, então você teria comprimido toda a massa do nosso sol em um espaço incrivelmente pequeno, tornando-se extremamente denso e também fazendo um buraco negro. Você pode aplicar a mesma teoria para a Terra ou para seu próprio corpo.

Mas, na realidade, só sabemos uma maneira de produzir um buraco negro: o colapso gravitacional de uma estrela extremamente maciça que seja 20 a 30 vezes mais massivo que nosso Sol.

  • Escrito por Jessica Orwig e Ali Sundermier, Randy Astaiza contribuiu para uma versão anterior deste post.
  • Este artigo foi originalmente publicado pela Business Insider.
  • Tradução e adaptação feita por Suprimatec.com

Fonte: Business Insider via ScienceAlert

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5 Respostas para “10 fatos científicos sobre os buracos negros que você precisa saber

    • Obrigado Pedro, fco muito feliz em agradar assim, quando tiver alguma sugestão de pauta pode mandar, algum assunto em específico que te chame a atenção, pode mandar que faço a publicação! Grande Abraço!

      Curtir

  1. Pingback: Novo tipo de buraco negro vislumbrado no início do universo | S U P R I M A T E C·

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