Buracos Negros!

  Até hoje, a melhor teoria para explicar este tipo de fenômeno é a Teoria Geral da Relatividade, formulada por Albert Einstein.

Segundo a teoria de Einstein, a força de gravidade seria uma manifestação da deformação no espaço-tempo causada pela massa de dois corpos celestes, como os planetas ou estrelas. Essa deformação seria maior ou menor de acordo com a massa ou a densidade do corpo. Portanto, quanto maior a massa do corpo, maior a deformação, por sua vez, maior a força de gravidade dele. Consequentemente, maior é a velocidade de escape, força mínima que deve ser empregada, para que um objeto possa vencer a gravidade desse corpo. 

  É isso que acontece nos buracos negros. Há uma concentração de massa tão grande em um ponto tão infinitamente pequeno que a densidade é suficiente para causar tal deformação no espaço-tempo que a velocidade de escape neste local é maior que a da luz. Por isso que nem mesmo a luz consegue escapar de um buraco negro. E, já que nada consegue se mover mais rápido que a velocidade da luz, nada pode escapar de um buraco negro.

  É importante conhecer o conceito de “velocidade de escape”, também conhecido por “velocidade de fuga”. supondo que atiramos um objeto na vertical, de baixo para cima. Vamos observar que o objeto irá subir até uma determinada altura e inevitavelmente cairá no chão. Numa segunda tentativa, vamos atirar o objeto com mais força. Obviamente que ganhará mais velocidade e portanto subirá mais alto que na situação anterior e acabará depois por cair. Ou seja, quanto mais força se imprimi maior será a velocidade inicial do objeto e então o objeto chegará mais mais alto.

  Com base nisto, é então possível lançarmos o objeto com tal força (imprimindo determinada velocidade inicial) que esse objeto não voltará mais, ou seja, escapará à força da gravidade da Terra. A essa velocidade necessária para fazer um objeto escapar à gravidade (seja da Terra ou de qualquer outro corpo celeste) essa velocidade é conhecida como velocidade de escape ou velocidade de fuga. 

  Pode-se dizer que em volta do buraco negro existe uma fronteira teórica chamada de horizonte de acontecimentos. Dentro dessa fronteira teórica que tem a forma de uma superfície esférica, a velocidade de escape é superior à velocidade da luz. Sendo que a velocidade máxima permitida no Universo é a velocidade da luz, então concluímos que nada pode sair do buraco negro.

  Se o buraco negro tiver rotação, existirá ainda uma região exterior ao horizonte de acontecimentos chamada de ergoesfera. Nessa região a matéria é forçada a girar no sentido da rotação do buraco negro, mas não se trata de uma zona de não regresso.

  A ergoesfera é delimitada exteriormente por uma fronteira teórica chamada de limite estático.Um buraco negro apenas tem 3 propriedades fundamentais: massa, carga elétrica e rotação (ou momento angular).

Os buracos negros podem ser classificados quanto à sua rotação. Nesse aspeto podem dividir-se em dois tipos:

- buracos negros de Schwarzschild – não possuem rotação;

- buracos negros de Kerr – possuem rotação. Este tipo de buracos negros 

  Provavelmente é o mais frequente.

Podemos ainda classificar os buracos negros consoante a sua massa. Assim, os buracos negros podem dividir-se em:

- buracos negros estelares – quando estrelas de massa elevada (mais de 10 vezes a massa do Sol) tendo consumido todo o seu combustível que alimenta a fusão nuclear, colapsam pela sua própria gravidade, produzem um fenômenos conhecido como supernova, que é na realidade a explosão de uma estrela gigante vermelha ou supergigante vermelha. Se o que restar desta explosão tiver massa suficiente, o resultado será um buraco negro. Se não tiver massa suficiente, o que restar da supernova poderá ser, por exemplo, uma estrela de neutrões;

- buracos negros supermaciços – este tipo de buracos negros tem uma massa muito superior aos buracos negros estelares. Um buraco negro supermaciço pode ter uma massa milhões ou mesmo biliões de vezes maior que a massa solar. Os buracos negros supermaciços situam-se no centro das galáxias. Este tipo de buraco negro terá surgido quando o Universo era muito mais jovem que é atualmente. Talvez seja o resultado do colapso gravitacional de nuvens de gás ou até mesmo de grandes grupos de estrelas no núcleo das galáxias.

- buracos negros de massa intermédia – são buracos negros em que sua massa corresponde a algumas dezenas de vezes a massa solar, logo são mais maciços que os buracos negros estelares mas bem menos maciços que os buracos negros supermaciços. Não existem tantas evidências da existência para estes buracos negros quanto para os outros dois tipos apresentados anteriormente, porém alguns dados que possuímos parecem apontar para a sua existência.

- buracos negros primordiais – hipotéticos buracos negros que se teriam formado logo nos primórdios do nosso Universo dado que, conforme se pensa, nessa época o universo era muito mais denso daquilo que é hoje, tendo sido possível que se tivessem formado buracos negros com as mais diversas massas.

Um desenho artístico de um disco de acreção de plasma quente orbitando um buraco negro (fonte: NASA).

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Espero que tenham gostado! até a próxima.

Beijos,

Meytal.