10/01/2023 - 11:05
Para resolver os mistérios dos buracos negros, um humano deve apenas se aventurar em um. No entanto, há um problema bastante complicado: um humano pode fazer isso apenas se o respectivo buraco negro for supermassivo e isolado, e se a pessoa que entra no buraco negro não esperar relatar as descobertas a ninguém em todo o universo.
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Somos ambos físicos que estudam buracos negros, embora de uma distância muito segura. Os buracos negros estão entre os objetos astrofísicos mais abundantes em nosso universo. Esses objetos intrigantes parecem ser um ingrediente essencial na evolução do universo, desde o Big Bang até os dias atuais. Eles provavelmente tiveram um impacto na formação da vida humana em nossa própria galáxia.
Dois tipos de buracos negros
O universo está repleto de um vasto zoológico de diferentes tipos de buracos negros.
Eles podem variar em tamanho e ser carregados eletricamente, da mesma forma que os elétrons ou prótons estão nos átomos. Alguns buracos negros realmente giram. Existem dois tipos de buracos negros que são relevantes para nossa discussão. O primeiro não gira, é eletricamente neutro – ou seja, não tem carga positiva ou negativa – e tem a massa do nosso Sol. O segundo tipo é um buraco negro supermassivo, com uma massa de milhões a bilhões de vezes maior que a do nosso Sol.
Além da diferença de massa entre esses dois tipos de buracos negros, o que também os diferencia é a distância de seu centro ao seu “horizonte de eventos” – medida chamada de distância radial. O horizonte de eventos de um buraco negro é o ponto sem retorno. Qualquer coisa que passar desse ponto será engolida pelo buraco negro e desaparecerá para sempre de nosso universo conhecido.
No horizonte de eventos, a gravidade do buraco negro é tão poderosa que nenhuma quantidade de força mecânica pode superá-la ou neutralizá-la. Mesmo a luz, a coisa que se move mais rápido em nosso universo, não pode escapar – daí o termo “buraco negro”.
O tamanho radial do horizonte de eventos depende da massa do respectivo buraco negro e é a chave para uma pessoa sobreviver caindo em um. Para um buraco negro com a massa do nosso Sol (uma massa solar), o horizonte de eventos terá um raio de pouco menos de 3,2 quilômetros.
Espaguetificação
O buraco negro supermassivo no centro da nossa Via Láctea, por outro lado, tem uma massa de aproximadamente 4 milhões de massas solares e um horizonte de eventos com um raio de 11,7 milhões de quilômetros ou 17 raios solares.
Assim, alguém caindo em um buraco negro de tamanho estelar ficará muito, muito mais perto do centro do buraco negro antes de passar pelo horizonte de eventos, ao contrário de cair em um buraco negro supermassivo.
Isso implica, devido à proximidade do centro do buraco negro, que a atração do buraco negro sobre uma pessoa diferirá por um fator de 1 trilhão de vezes entre a cabeça e o pé, dependendo de qual está liderando a queda livre. Em outras palavras, se a pessoa está caindo primeiro com os pés, ao se aproximar do horizonte de eventos de um buraco negro de massa estelar, a atração gravitacional em seus pés será exponencialmente maior em comparação com o puxão do buraco negro em sua cabeça.
A pessoa experimentaria espaguetificação e provavelmente não sobreviveria, sendo esticada em uma forma longa e fina de macarrão.
Agora, uma pessoa caindo em um buraco negro supermassivo alcançaria o horizonte de eventos muito mais longe da fonte central de atração gravitacional, o que significa que a diferença na atração gravitacional entre a cabeça e os pés é quase zero. Assim, a pessoa passaria pelo horizonte de eventos inalterada, não seria esticada em um macarrão longo e fino, sobreviveria e flutuaria sem dor além do horizonte do buraco negro.
Outras considerações
A maioria dos buracos negros que observamos no universo é cercada por discos de matéria muito quentes, compostos principalmente de gás e poeira ou outros objetos como estrelas e planetas que chegaram muito perto do horizonte e caíram no buraco negro. Esses discos são chamados de discos de acreção e são muito quentes e turbulentos. Eles certamente não são hospitaleiros e tornariam a viagem para o buraco negro extremamente perigosa.
Para entrar em um com segurança, você precisaria encontrar um buraco negro supermassivo completamente isolado e que não se alimentasse de material circundante, gás e/ou mesmo estrelas.
Agora, se uma pessoa encontrasse um buraco negro supermassivo isolado adequado para estudo científico e decidisse se aventurar nele, tudo observado ou medido no interior do buraco negro estaria confinado dentro do horizonte de eventos do buraco negro.
Tendo em mente que nada pode escapar da atração gravitacional além do horizonte de eventos, a pessoa em queda não seria capaz de enviar nenhuma informação sobre suas descobertas além desse horizonte. Sua jornada e descobertas seriam perdidas para o resto do universo para sempre. Mas eles iriam gostar da aventura, enquanto sobrevivessem… talvez…
* Leo Rodriguez e Shanshan Rodriguez são professores assistentes de física no Grinnell College (EUA).
** Este artigo foi republicado do site The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original aqui.
