{"id":4044,"date":"2019-05-28T19:07:52","date_gmt":"2019-05-28T22:07:52","guid":{"rendered":"http:\/\/educacaocientifica.com\/cientifica\/?p=4044"},"modified":"2019-10-01T10:30:13","modified_gmt":"2019-10-01T13:30:13","slug":"down-the-rabbit-hole-o-que-e-um-buraco-negro","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/educacaocientifica.com\/cientifica\/down-the-rabbit-hole-o-que-e-um-buraco-negro\/","title":{"rendered":"Down the rabbit hole: O que \u00e9 um buraco negro?"},"content":{"rendered":"

Aproveitando o tema da \u00faltima publica\u00e7\u00e3o sobre a foto que revolucionou a Astronomia e Cosmologia algumas semanas atr\u00e1s, hoje resolvi falar um pouco desse objetos usados exaustivamente em fic\u00e7\u00e3o cient\u00edfica e desenhos como sendo vil\u00f5es terr\u00edveis do universo: Os buracos negros. Afinal, de uma maneira mais po\u00e9tica, um buraco negro \u00e9 o cad\u00e1ver colossal de uma estrela, flutuando para sempre pelo universo. Por\u00e9m, para come\u00e7ar gostaria de deixar claro o que um buraco negro n\u00e3o \u00e9<\/b>.<\/p>\n

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Isso n\u00e3o \u00e9 um buraco negro. \u00c9 um ralo que tomou LSD<\/figcaption><\/figure>\n

Se voc\u00ea seguir a maioria dos filmes ou desenhos um buraco negro parece um funil c\u00f3smico, um ralo que vai sugar tudo e destruir qualquer coisa que passar perto dele. No lugar disso \u00e9 MUITO mais correto imaginar o buraco negro como um planeta todo preto. Ou um sol sem luz. O que na verdade \u00e9 exatamente <\/b>\u00a0o que um buraco negro \u00e9.<\/p>\n

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Melhor representa\u00e7\u00e3o cientificamente correta de um buraco negro at\u00e9 a data. Feita por Kipp Picudo Thorne, et al.<\/figcaption><\/figure>\n

Ok para chegar nessa parte precisamos entender primeiro o que \u00e9 um buraco negro em s\u00ed. Diferente do que a tia contou na quinta s\u00e9rie, o sol (e todas as estrelas) n\u00e3o \u00e9 uma bola de “fogo”. Como Douglas Adams j\u00e1 disse uma vez, as estrelas s\u00e3o basicamente bombas nucleares explodindo hidrog\u00eanio e h\u00e9lio constantemente. Essas rea\u00e7\u00f5es nucleares nos cora\u00e7\u00f5es das estrelas transformam hidrog\u00eanio em h\u00e9lio liberando muita energia, a mesma coisa que ocorre em uma bomba de fus\u00e3o nuclear. Mantendo assim a estrela “funcionando”.<\/p>\n

N\u00e3o vou entrar muito no assunto da evolu\u00e7\u00e3o estrelar (fica para \u00a0a pr\u00f3xima) e nessa postagem<\/a> ja falei um pouco sobre como estrelas s\u00e3o forjas c\u00f3smicas que queimam, e produzem, tipos diferentes de elementos. Para n\u00f3s basta saber que algumas estrelas em espec\u00edfico ter\u00e3o uma composi\u00e7\u00e3o particular que far\u00e1 delas um buraco negro no fim de suas vidas. Isso n\u00e3o ocorre sempre, a estrela precisa de uma massa muito grande para isso. Por exemplo nosso sol nunca se tornar\u00e1 um buraco negro.<\/p>\n

Para estrelas supermassivas, chegar\u00e1 uma fase em que ela esgotar\u00e1 suas fontes de energia para fus\u00e3o (e portanto a press\u00e3o que a mantinha se expandindo), mas ao mesmo tempo o peso de toda a estrela vai tentar comprimir a mat\u00e9ria em dire\u00e7\u00e3o ao seu centro. A massa concentrada pr\u00f3ximo ao n\u00facleo ser\u00e1 t\u00e3o grande que a gravidade (perto do n\u00facleo<\/b>\u00a0e isso \u00e9 importante) puxar\u00e1 n\u00e3o somente a mat\u00e9ria, mas a pr\u00f3pria luz de volta a antiga estrela.<\/p>\n

E porque disso? Pense em como \u00e9 f\u00e1cil arremessar para \u00a0o alto uma bola de t\u00eanis da lua, comparado \u00e0 terra. Essa diferen\u00e7a ocorre porque o peso de um objeto \u00e9 diretamente relacionado a massa do planeta onde ele est\u00e1 (peso n\u00e3o \u00e9 igual a massa, peso varia de planeta para planeta). Em f\u00edsica existe um conceito interessante chamado “velocidade de escape”. Essa velocidade nos diz qu\u00e3o r\u00e1pido algo precisa estar para “fugir” de um planeta (ou estrela), partindo de sua superf\u00edcie. E como no exemplo da bola de t\u00eanis, a velocidade de escape na lua \u00e9 muito menor do que na terra. Basicamente se voc\u00ea tem uma nave, precisar\u00e1 estar na velocidade de escape do planeta em que estiver para conseguir chegar ao espa\u00e7o. Obviamente quanto maior a massa do planeta, maior precisar\u00e1 ser a velocidade de escape.<\/p>\n

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Velocidade de escape da terra lindamente ilustrada<\/figcaption><\/figure>\n

O que isso tem a ver com buracos negros? O limite de massa para uma estrela se tornar um buraco negro \u00e9 determinado justamente pela sua velocidade de escape. Como dissemos, quanto mais massivo o planeta (ou estrela) em que voc\u00ea estiver, maior dever\u00e1 ser a velocidade de escape para fugir de l\u00e1. Buracos negros s\u00e3o estrelas com uma massa t\u00e3o grande que a velocidade de escape deles \u00e9 maior que a velocidade da luz.<\/p>\n

Ou seja, at\u00e9 mesmo a luz ao tentar sair de um buraco negro ira se “curvar” e cair eternamente de volta em dire\u00e7\u00e3o a seu centro. Bem isso encerra totalmente o que um buraco negro \u00e9, se desconsideramos a relatividade geral. Note ent\u00e3o que um buraco negro seria somente uma estrela sem luz, e n\u00e3o a n\u00eamesis gal\u00e1tica que os filmes mostram. Sem material prop\u00edcio para a fus\u00e3o a estrela iria resfriar, sua superf\u00edcie se tornaria s\u00f3lida e ficaria assim para sempre. Uma rocha hipermassiva e totalmente negra no espa\u00e7o, onde voc\u00ea at\u00e9 poderia aterrissar, mas nunca conseguiria sair de l\u00e1 devido a alta gravidade.<\/p>\n

Ok a compara\u00e7\u00e3o \u00e9 um pouco inv\u00e1lida. A massa para formar um buraco negro \u00e9 MUITO grande, tipo grande o bastante para puxar e contrair todos os elementos que formavam a estrela (n\u00e3o existe mais fus\u00e3o lembram?) at\u00e9 uma bolinha supermassiva. Ainda seria um “planeta negro” em tese, mas com toda a sua massa comprimida em uma bolinha de gude mais ou menos.<\/p>\n

Mas o importante aqui \u00e9 entender que a gravidade que um buraco negro gera n\u00e3o \u00e9 qualitativamente diferente da gerada por um sol, n\u00e3o existe uma “for\u00e7a gigante” maior em um buraco negro do que qualquer outro corpo com a mesma massa. A terra gira ao redor do sol presa exclusivamente pela atra\u00e7\u00e3o gravitacional que ambos tem (do mesmo jeito que a lua gira ao redor da terra pelo mesmo motivo). E a for\u00e7a gravitacional depende unicamente da dist\u00e2ncia e da massa dos objetos.<\/p>\n

“Mas nos filmes se voc\u00ea chegar perto de um buraco negro voc\u00ea morre. Mas nos filmes eles destroem o mundo. etc.” Sim a grande maioria dos filmes de fic\u00e7\u00e3o simplesmente pegou uma palavra legal (black hole) e usou para ser o novo vil\u00e3o da novela das seis. Pense dessa forma, \u00a0se nosso sol virasse instantaneamente um buraco negro nesse exato momento a\u00a0unica<\/b> diferen\u00e7a que sentir\u00edamos seria entramos em uma noite eterna e eventualmente congelarmos at\u00e9 a morte.<\/p>\n

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Esquerda: Terra se o Sol fosse um buraco negro. Direita: Terra se o Sol fosse o Sol.<\/figcaption><\/figure>\n

Ent\u00e3o conseguimos tirar do caminho aquela vis\u00e3o cl\u00e1ssica de que buracos negros s\u00e3o ralos, ou redemoinhos, sem fim pairando pelo universo. Eles s\u00e3o meras massas colossais que n\u00e3o emitem luz. Qualquer planeta ou nave que consegue orbitar um sol orbitaria de forma id\u00eantica um buraco negro.<\/p>\n

Os problemas ocorrem somente quando chegamos perto dele (n\u00e3o que problemas sejam inexistentes quando tentamos chegar na superf\u00edcie do sol…).<\/p>\n

Primeiro temos o efeito de mar\u00e9 (cientistas tem um termo muito t\u00e9cnico para isso: Espaguetifica\u00e7\u00e3o). A gravidade perto daquela massa \u00e9 t\u00e3o grande <\/b>que a mera diferente de dist\u00e2ncia entre seu p\u00e9 e sua cabe\u00e7a (em rela\u00e7\u00e3o ao centro gravitacional) far\u00e1 o buraco negro puxar seu p\u00e9 com muito<\/b> mais for\u00e7a que sua cabe\u00e7a. Ou seja voc\u00ea seria esticado como um macarr\u00e3o, o que causa estrias, perca de apetite e morte instant\u00e2nea. Lembrando que isso so ocorre quando voc\u00ea est\u00e1 bem perto do buraco negro, e coisas semelhantes ocorreriam se voc\u00ea conseguisse chegar bem perto de uma estrela de n\u00eautrons sem se queimar.<\/p>\n

Esse efeito de mare (que tende a esticar coisas) \u00e9 justamente o mesmo que gera as mar\u00e9s na terra. No caso nossa lua gera isso pois a \u00e1gua dos oceanos mais pr\u00f3xima da lua \u00e9 puxada com \u00a0mais intensidade que no ponto oposto, tendendo a “esticar” o que deveria ser uma \u00a0esfera de l\u00edquido.<\/p>\n

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Como as mar\u00e9s surgem. Devido a, criativamente chamada, for\u00e7a de mar\u00e9.<\/figcaption><\/figure>\n

Mas at\u00e9 aqui desconsideramos a relatividade geral.<\/p>\n

N\u00e3o vou entrar em detalhes mas segundo a relatividade restrita NADA viaja pelo espa\u00e7o mais r\u00e1pido que a luz. Para evitar que isso ocorra o universo tem um jeitinho de alterar as coisas, e mesmo se voc\u00ea tiver o motor mais foda do mundo, ao acelerar o pr\u00f3prio tempo<\/b>\u00a0passa a se alterar, te impedindo que v\u00e1 mais r\u00e1pido que a luz. Agora segundo a relatividade geral as nossas id\u00e9ias sobre acelera\u00e7\u00e3o na verdade s\u00e3o equivalentes aos campos gravitacionais. Acelera\u00e7\u00f5es muito fortes s\u00e3o equivalentes a gravidades muito fortes.<\/p>\n

Sem entrar nos m\u00e9ritos matem\u00e1ticos, isso acaba significando que perto de um buraco negro (for\u00e7as gravitacionais gigantescas devido a sua massa) voc\u00ea sofre os mesmos efeitos que se estivesse em uma nave acelerando pr\u00f3ximo da velocidade da luz. O tempo em s\u00ed se distorce, passando de maneira mais lenta. Muito lenta. Lenta o suficiente para na verdade voc\u00ea nunca<\/b>\u00a0chegar a tocar a superf\u00edcie (horizonte de eventos) de um buraco negro.<\/p>\n

De fato voc\u00ea ira cair eternamente em dire\u00e7\u00e3o ao buraco negro para algu\u00e9m vendo a cena de fora. Para voc\u00ea, que esta caindo, o que ocorreria \u00e9 o inverso, com o restante do universo passando muito rapidamente. Assim em um segundo voc\u00ea veria todo o restante do universo continuar seus bilh\u00f5es de anos de exist\u00eancia, at\u00e9 o fim dos tempos (ou at\u00e9 o buraco negro se evaporar se Hawking estiver certo). Claro, isso se voc\u00ea n\u00e3o tiver virado espaguete devido as for\u00e7as de mar\u00e9.<\/p>\n

Esse comportamento de distor\u00e7\u00e3o temporal que de fato \u00e9 algo \u00fanico dos buracos negros. Outras estrelas tem massa, e campos gravitacionais, suficientes para distorcerem um pouco o tempo (at\u00e9 mesmo a terra faz isso. O tempo para astronautas na esta\u00e7\u00e3o espacial internacional passa ligeiramente mais r\u00e1pido do que o tempo na terra). Por\u00e9m somente um buraco negro tem o campo gravitacional forte o bastante para impedir at\u00e9 mesmo a luz de escapar, o que gera essa singularidade temporal, a distor\u00e7\u00e3o \u00e9 t\u00e3o grande que de fato para “cair” at\u00e9 o centro do universo levaria a eternidade.<\/p>\n

Ent\u00e3o, por fim, buracos negros tem comportamentos MUITO estranhos como curvar a luz e fazer o tempo passar de formas estranhas em suas proximidades, por\u00e9m esses comportamentos s\u00e3o bem diferentes do que os filmes (e reportagens cientificas mal feitas) nos fazem imaginar. Vistos de longe (uma \u00f3rbita est\u00e1vel ou de um planeta ao redor dele) o buraco negro n\u00e3o \u00e9 muito diferente de uma estrela que n\u00e3o pagou a conta de luz.<\/p>\n

PS. Para os nerds chatonildos que vierem reclamar, sim eu considerei SOMENTE um buraco negro. No universo os buracos negros geralmente estar\u00e3o cercados<\/b> de poeira c\u00f3smica caindo em sua dire\u00e7\u00e3o, o que gera rajadas de raios gama e raios X. Tamb\u00e9m deixei de comentar sobre como buracos negros podem emitir radia\u00e7\u00e3o de Hawking ou rajadas de mat\u00e9ria super-aquecida como um quasar. Isso \u00e9 mat\u00e9ria (mat\u00e9ria, entendeu?! \u00ac\u00ac) para outro post \ud83d\ude09<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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