O que existe dentro de um buraco negro?
Alguma coisa nos buracos negros atiça a nossa imaginação
Talvez seja o fato de que, para que um buraco negro se forme, uma estrela tem que morrer
Talvez seja o fato de que o que entra ali não consegue escapar, ou a ideia de que,
no coração de um deles, o tempo e o espaço não funcionam como conhecemos
Tudo o que eu acabo de dizer soa poético, mas não é só isso: é literal
Qualquer que seja a resposta, os buracos negros, e em particular o seu centro,
a chamada singularidade, são um dos fenômenos mais enigmáticos do universo
Há mais de 100 anos vivemos no universo definido por Albert Einstein
Sua teoria da relatividade geral permitiu explicar desde a origem
do Universo até as órbitas dos planetas. O que Einstein não conseguiu prever é que,
da sua teoria revolucionária, se derivava a possibilidade de que no Universo existissem
os fenômenos astronômicos que hoje conhecemos como buracos negros
São regiões no espaço onde a força de gravidade é tão poderosa de onde nada,
nem ao mesmo a luz, consegue sair. E apesar do fato de que uma foto de
um buraco negro não seria vista até 2019, a prova de sua existência já estava lá,
nas próprias equações de Einstein. Ele mesmo se negou a aceitar isso,
porque achava que as leis da natureza não seriam capaz de criá-los
Tinha que haver algum outro processo desconhecido que evitasse sua formação
É que aceitar a existência dos buracos negros também é reconhecer que no seu
interior se esconde a singularidade, esse ponto no espaço onde todas as leis da natureza que
conhecemos deixam de funcionar. O “não” decisivo de Einstein,
que ele inclusive publicou na revista de matemática mais respeitada do mundo,
foi um obstáculo para o estudo dos buracos negros
Afinal de contas, o pai da relatividade geral estava dizendo que eles eram impossíveis
Mas, em 1965, o físico Roger Penrose conseguiu demostrar matematicamente que no universo de
Einstein as singularidades não só são possíveis, como também são inevitáveis
Foi por causa dessa descoberta que Penrose ganhou o prêmio Nobel de Física de 2020, aos 89 anos
A completa aceitação dos buracos negros por parte da comunidade científica não quer dizer que todos
os mistérios contidos neles estejam resolvidos, muito menos os relacionados à singularidade
Como esses conceitos são bastante complexos, eu vou começar explicando a formação dos buracos
negros por algo mais comum: esta mesa de madeira. Você enxerga uma mesa e sente que ela é sólida,
mas sua densidade é de apenas algumas gramas por centímetro cúbico
Na escala dos buracos negros, isso é um material que está muito disperso
Ou seja, para transformar essa mesa em um buraco negro, seria necessário comprimir
esse material para que ele tivesse uma densidade incrivelmente alta
O problema é que o material vai resistir a ser comprimido. E quanto mais eu tente
apertá-lo e mais exerça pressão sobre ele, maior será sua resistência
É preciso um evento muito poderoso para gerar suficiente energia ao redor da mesa
para comprimi-la a um volume tão pequeno e tão denso que produza um buraco negro
Um exemplo de evento capaz de liberar uma quantidade assim de energia é a supernova
É o que ocorre quando uma estrela massiva, ou seja, uma estrela que é pelo menos 30 vezes
maior que o nosso Sol, morre e, em questão de segundos, provoca uma mega explosão
Em seguida, ela colapsa sobre si mesma, formando um buraco negro
Esse processo é responsável pela formação dos buracos negros estelares, que são os mais comuns
De acordo com os cálculos mais recentes, só na Via Láctea há entre 10 milhões e 1 bilhão deles
Há também outro tipo de buraco negro chamado de supermassivo, que os astrônomos acreditam
que ficam no centro de praticamente todas as grandes galáxias, incluindo a Via Láctea
Na verdade, foi por causa dele que Penrose não ganhou o Nobel sozinho
Ele o compartilhou com outros cientistas que descobriram um objeto no centro da
nossa galáxia que se acredita ser um desses buracos negros supermassivos
Eu digo que “se acredita” porque, a rigor, o que se sabe é que nessa região
existe um objeto invisível e incrivelmente pesado que faz com que as estrelas ao seu
redor se movam a velocidades impressionantes. Para entender por que esta é uma boa pista de
que aquilo pode ser um buraco negro, é preciso pensar que esses objetos são como tudo o que
tem massa e imaginar o espaço (que tecnicamente se chama espaço-tempo) como uma cama elástica
Mas vamos por partes. A Terra e a Lua são
exemplos de corpos celestes que têm massa. A primeira, é claro, tem mais do que a segunda
A massa da Terra distorce o espaço-tempo ao seu redor, mas também o que rodeia a Lua
Essa é a razão pela qual a Lua gira ao redor da Terra
Só que a estrela que forma um buraco negro pode ser desde algumas dúzias de vezes até
bilhões de vezes maior do que o nosso Sol. Como no exemplo da mesa de madeira, a massa
dessa estrela, após o colapso, fica comprimido em um volume infinitamente pequeno e denso
Por isso, a distorção que ela provoca ao seu redor é tão poderosa que nada consegue escapar
da sua influência, caso chegue perto o suficiente. Esse ponto de não retorno é o chamado horizonte de
eventos, uma espécie de fronteira ao redor de um buraco negro que marca o que está
dentro e o que está fora dele. Quando algo cruza esse limite,
já não há como voltar atrás. Fica desconectado do Universo e não sabemos qual é seu destino final
O que sabemos é que ali dentro tudo se encaminha para a singularidade, o ponto
no centro do buraco negro. E é nesse ponto em que o espaço e o tempo, como os conhecemos, terminam
É porque, ali, as equações de Einstein já não têm sentido. Na verdade, nenhuma
das leis da natureza que conhecemos funcionam. Por isso há quem diga que os buracos negros e,
mais concretamente, a singularidade, são o maior problema ainda não
resolvido da física teórica atual. São o lugar onde os cientistas se
veem forçados a reconhecer que nosso conhecimento do Universo tem um limite
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sobre a teoria da relatividade geral de Einstein, vale muito a pena
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