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12/02/2020

O segredo dos buracos negros

Parece impossível pensar em um lugar onde a velocidade do tempo não existe, certo? Há mais de 300 anos, o estudo de buracos negros tem sido um mistério para estudiosos ao redor do mundo.

Os primeiros ensaios sobre o tema foram iniciados no século XVII, quando Isaac Newton definiu o conceito de Velocidade de Escape. Antes disso, o dinamarquês Ole Rømer dedicou suas experiências à Velocidade da Luz - estimada em 227 milhões de m/s. Ambos os trabalhos abriram portas para a pesquisa do britânico John Michell, que questionava se haveria uma estrela com tanta gravidade a ponto da velocidade de escape ser maior que a velocidade da luz.

A audaciosa pergunta de Michell serviu de gatilho para o descobrimento dos buracos negros. Séculos mais tarde, a celebrada foto do Event Horizon Telescope (em português, Telescópio do Horizonte de Eventos), divulgada em abril de 2019, reacendeu novamente o interesse público pela origem do fenômeno.  

Se você é um amante dos eventos que acontecem no espaço, este blog traz as principais curiosidades sobre o que se sabe até agora sobre os buracos negros. E então, vamos embarcar nesta viagem?

O que é um buraco negro?

Chamamos de buraco negro a região do espaço com um campo gravitacional tão intenso que nem mesmo a luz consegue escapar de dentro dele. Devido à intensidade dessa gravidade, a matéria é comprimida até que não reste qualquer espaço entre os átomos. Além disso, os buracos também podem surgir a partir da morte de estrelas supermassivas.

John Michell determinou sua tese sobre as “estrelas escuras” baseado na Teoria da Gravitação, formulada por Newton e considerada a mais moderna na época. De lá para cá muita coisa mudou, e hoje o fenômeno é explicado com maior precisão pela Teoria de Relatividade Geral, de Albert Einstein. 

Mas como os buracos negros funcionam? Todos os corpos são feitos de energia e matéria. Estes elementos estão “apoiados” no tecido espaço-tempo, conhecido como alicerce dos cosmos. Por isso, eles são capazes de afundá-lo da mesma forma que a espuma de um travesseiro é comprimida ao usá-lo.

Aparência 

A dimensão dos buracos negros é bastante variada. Segundo cientistas, alguns deles podem parecer menores do que o tamanho de um único átomo! Em compensação, os maiores podem ter raios de poucos quilômetros e milhões de vezes a massa do Sol. 

Pesquisas astronômicas apontam que o centro de todas as grandes galáxias é ocupado por um buraco negro supermassivo. A própria Via Láctea já tem um desses, denominado Sagittarius A*.

Eles realmente funcionam como “aspiradores”?

É verdade que o campo gravitacional dos buracos negros pode prender estrelas e planetas em órbitas espirais, mas isso não é tão simples de acontecer. Para que um corpo seja “sugado” e não tenha chance de escapar, é preciso haver uma distância mínima ao seu centro (horizonte de eventos). Com essa distância, a velocidade mínima para se escapar de um buraco negro é maior que a própria velocidade da luz.

A histórica foto

O primeiro e único registro de um buraco negro é fruto do projeto Event Horizon Telescope (EHT), fundado com o objetivo de fotografar dois buracos negros supermassivos: o que fica no centro da galáxia M87 (53 milhões de anos-luz da Terra) e o que fica no centro da nossa própria galáxia, a Via Láctea (25,6 mil anos-luz.). 

Para fotografar algo tão distante foi necessário combinar oito telescópios simultaneamente, posicionados em diferentes países. Cada aparelho passou 12 horas acionado, ou seja, o período que a Terra demora para dar meia-volta. A partir disso, as imagens registradas foram unidas para formar uma única foto.

E se a Via Láctea fica mais perto da Terra, por que a foto do M87 foi tirada antes? Isso aconteceu porque o M87 é mil vezes maior do que o Sagitário A*, além de ser um buraco negro muito mais equilibrado. As turbulências do Sagitário A* podem causar picos de cem vezes mais raios X que o normal. Quando isso acontece, demora em torno de 12 horas para coletar dados suficientes para formar a imagem.

O mérito de fotografar um buraco negro não é puramente  estético. Os registros são importantes para estipular previsões da relatividade geral. Até agora, todas as experiências simuladas no EHT foram embasadas nas equações de Einstein - reforçando ainda mais a precisão técnica dos cálculos do físico.

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Para mais informações, entre em contato conosco: cidepe@cidepe.com.br

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