Um professor de ciências explica: O que é um buraco negro e algumas curiosidades para crianças

Fatos sobre o buraco negro: quando uma partícula se aproxima muito de um buraco negro e da fonte do poderoso campo gravitacional, ela é esticada em formas longas e finas, como massa. O termo espaguetificação foi cunhado por Stephen Hawking em seu livro A Brief History of Time.

buraco negro, fatos para criançasBuraco negro no universo. (Fonte: Getty Images)

Por Meenambika Menon

O que é um buraco negro? Como é formado?

Um buraco negro é uma região do espaço de imensa gravidade da qual nada - nem mesmo a luz - pode escapar. Os buracos negros se formam no final da vida de algumas estrelas, estrelas que têm muitas vezes a massa do nosso sol. A energia que mantinha a estrela unida desaparece e ela colapsa, produzindo uma explosão magnífica. Todo o material que sobrou da explosão cai em um ponto infinitamente pequeno. Grandes buracos negros podem ter dezenas a milhões de vezes a massa do nosso Sol preso em um ponto menor do que a ponta de um alfinete!

Como é possível ver um buraco negro? O que torna os desenvolvimentos recentes especiais?

O Event Horizon Telescope (EHT) opera um conjunto em escala planetária de oito radiotelescópios terrestres que estão interligados. As observações do EHT usam uma técnica chamada interferometria de linha de base muito longa (VLBI) que sincroniza as instalações do telescópio ao redor do mundo e explora a rotação do nosso planeta para formar um enorme telescópio do tamanho da Terra observando um comprimento de onda de 1,3 mm. O VLBI permite que o EHT alcance uma resolução angular de 20 microssegundos de arco, o suficiente para ler um jornal em Nova York em um café na calçada de Berlim.

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Esta é a Dra. Katie Bouman. Sou o cientista da computação por trás da primeira imagem de um buraco negro. Desenvolvi o algoritmo que transformou os dados telescópicos na foto histórica que vemos hoje. #EHTBlackHole #BlackHoleDay #BlackHole #KatieBouman #womeninstem #universe #science #computer #EVENTHORIZONTELES #EE #electricalengineering

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O desenvolvimento mais recente confirmou que, se imerso em uma região brilhante, como um disco de gás brilhante, esperamos que um buraco negro crie uma região escura semelhante a uma sombra - algo previsto pela relatividade geral de Einstein que nunca vimos antes. A teoria da relatividade geral prevê que o material aquecido iluminará o espaço-tempo extremamente deformado, tornando visível uma sombra escura. Isso cria uma base confiável para os cientistas sobre a interpretação de suas observações, incluindo a estimativa da massa do Buraco Negro.

Agora podemos finalmente 'ver' os buracos negros e investigar a deformação extrema do espaço-tempo que eles estão causando de uma maneira única. Esses resultados marcam um marco importante para a nossa compreensão dos processos fundamentais que determinam a formação e evolução das galáxias.

O que há dentro de um buraco negro?

Um buraco negro é definido como uma região do espaço-tempo da qual uma gravidade extremamente forte impede que qualquer coisa, incluindo a luz, escape. Sabemos que a matéria caindo em buracos negros não é diferente da matéria que pode ser encontrada à espreita no resto do Universo.

Por que está preto?

É chamado de preto porque absorve toda a luz que o atinge, não refletindo nada, assim como um corpo preto perfeito na termodinâmica.

O que é singularidade?

No centro de um buraco negro está uma singularidade gravitacional, um ponto unidimensional que contém uma enorme massa em um espaço infinitamente pequeno, onde a densidade e a gravidade se tornam infinitas e as curvas de espaço-tempo infinitamente, e onde as leis da física como conhecemos eles deixam de operar.

A teoria atual sugere que, conforme um objeto cai em um buraco negro e se aproxima da singularidade no centro, ele se torna esticado ou espaguete devido ao diferencial crescente na atração gravitacional em diferentes partes dele, antes de presumivelmente perder dimensionalidade completamente e desaparecer irrevogavelmente na singularidade.

O que é um horizonte de eventos?

Uma fronteira unilateral no espaço-tempo em torno de um buraco negro. Na relatividade geral, um horizonte de eventos é uma região no espaço-tempo além da qual os eventos não podem afetar um observador externo. Em termos leigos, é definido como a concha de pontos sem retorno, ou seja, o limite no qual a atração gravitacional de um objeto maciço se torna tão grande que torna a fuga impossível.

O que acontece quando uma espaçonave se aproxima de um buraco negro? O que é espaguetificação?

À medida que nossa espaçonave se aproxima dele, a gravidade será muito mais forte no lado mais próximo do buraco negro do que no outro lado, que ficará completamente esticado como um pedaço de espaguete. Essencialmente, quando uma partícula se aproxima muito da fonte do poderoso campo gravitacional, ela é esticada em formas longas e finas, como massa. O termo foi cunhado por Stephen Hawking em seu livro A Brief History of Time, onde ele comparou esse processo ao espaguete.

Alguma outra curiosidade sobre buracos negros?

  1. Os buracos negros só são perigosos se você chegar muito perto.
  2. O buraco negro mais próximo provavelmente não está a 1.600 anos-luz de distância, ou seja, 1,52 X 1012 Km aproximadamente
  3. Existem pelo menos três tipos de buracos negros, diz a NASA:

(i) Os buracos negros primordiais são os menores tipos e variam em tamanho de um átomo a um

massa da montanha.

(ii) Buracos negros estelares, o tipo mais comum, são até 20 vezes mais massivos do que nosso próprio sol.

(iii) os gigantescos nos centros das galáxias, chamados buracos negros supermassivos, cada um mais do que

um milhão de vezes mais massivo que o sol.

  1. Existem tantos filmes e filmes usando buracos negros, por exemplo, que é impossível listar todos eles. As viagens da Interestelar pelo universo incluem uma visão de perto de um buraco negro.

(Entradas: spaceplace.nasa.gov; physicsoftheuniverse.com; scitechdaily.com)

(O redator é Lead, Curriculum - Science & Math na Shiv Nadar School.)