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Como Buracos Negros funcionam?



Em 2019, a primeira foto de um buraco negro foi tirada. Apesar de a conquista ser muito recente, o conhecimento da existência de buracos negros e interesse por seus mistérios desafiam a mente humana há várias décadas. Nessa matéria, vou desmistificar esse fenômeno que parece tão assustador, mas que é essencial para entendermos a estrutura do universo.


Um buraco negro é um corpo celeste que tem uma quantidade imensa de massa concentrada em um lugar minúsculo. Por conta disso, ele distorce tanto o espaço-tempo (para compreender o espaço-tempo, leia a minha matéria ´´Entendendo o Espaço-Tempo”) e tem um campo gravitacional tão grande, que nem a luz consegue escapar. Eles são formados quando uma estrela morre, portanto, um buraco negro é praticamente o fantasma de uma estrela vagando pelo universo.


Para entendermos como eles surgem, vou usar como exemplo a estrela mais próxima – o Sol. Daqui a bilhões de anos, o combustível do núcleo do Sol vai acabar, fazendo-o expandir e explodir (sim, ele vai destruir a Terra sem piedade, espero que a raça humana esteja bem longe). Após a explosão, ele diminuirá drasticamente e concentrará toda a sua massa em um lugar do tamanho da Terra. O Sol, em particular, virará apenas uma estrela anã branca, pois sua massa é pequena e conseguirá suportar a gravidade. Mas, no caso de estrelas no mínimo 10 vezes maiores, elas não conseguirão gerar pressão suficiente para suportar a gravidade e irão se contrair infinitamente: BOOM, buraco negro!


A estrutura dos buracos negros é formada por 3 partes principais. A primeira é o disco de acreção: disco de gás e poeira (que o buraco suga de outras estrelas), superaquecido, o qual orbita o buraco em si. Esse local emite diversos raios eletromagnéticos, devido às grandes temperaturas, que mostram a localização do buraco negro. Foi graças a essas emissões que descobrimos a existência do corpo. A segunda parte da estrutura é o horizonte de eventos: borda que separa o buraco do disco de acreção e de todo o resto. A partir dali tudo que entra, não sai mais. Além disso, é lá que a percepção de tempo se distorce violentamente: se um astronauta conseguisse dar algumas voltas na órbita e sair, vai perceber que alguns séculos já se passaram na Terra. Por fim, a terceira parte é a singularidade: ponto central, de volume zero e densidade infinita, a qual concentra toda a massa do buraco negro. A descoberta da singularidade é diretamente ligada ao Big Bang, pois acredita-se que no início do universo toda a sua massa estava em um ponto assim.


Mas, afinal, o que tem dentro dos buracos negros? Essa pergunta ainda é um mistério para os cientistas. Uma teoria é que há um buraco de minhoca, formado por um buraco negro (nada sai) e um buraco branco (nada entra), que interligam dois lugares distintos do universo por meio da mesma singularidade. Porém, infelizmente, é apenas uma hipótese e não sabemos quando será tecnologicamente possível descobrir. Agora, sobre o que aconteceria se um ser humano caísse em um buraco negro, é simples: viraria macarrão. Isso aconteceria porque a gravidade é tão intensa que até seus átomos se modificariam e fari