Buracos negros absorvem tudo?

As partículas não desaparecem, elas circulam ao seu redor. Para escapar, elas precisariam ir mais rápido do que a luz.

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Imagem de um Buraco Negro. Crédito: European Southern Observatory.

Por Sara Cazzoli
Publicado no El País

Os buracos negros seguem sendo objetos misteriosos que, de forma geral, fascinam o público e os cientistas. Muitas das perguntas ausentes de respostas da física moderna versam sobre eles. Porém, a questão que nós colocamos parte de uma ideia equivocada, um buraco negro não é um aspirador de pó, não é exatamente uma coisa que absorve tudo. Vamos explicar pouco a pouco porque, quando chegamos perto de um buraco negro, as leis da física são muito extremas.

Para entender o que acontece em torno deles, você precisa saber o que é um horizonte de eventos. Trata-se de um limite teórico, não é uma área do espaço que você pode apontar com o dedo e dizer que está lá. É uma “fronteira” definida como a última órbita na qual uma onda eletromagnética viajando à velocidade da luz pode nos alcançar.

Vamos ver isso com um exemplo: se atirarmos uma maçã em direção ao céu, ela cairá novamente em nossa direção devido à força da gravidade da Terra. Mas se fôssemos super-heróis ou super-heroínas e pudéssemos jogar a maçã com muita velocidade, acima de 11 km/s (a velocidade de escape da Terra), a maçã chegaria ao espaço e escaparia da gravidade do nosso planeta. Um buraco negro tem um campo gravitacional muito mais forte que o da Terra. Portanto, perto dele, você precisa de uma velocidade muito maior para escapar de sua força da gravidade. Tanto que, quando estamos perto de um deles, a velocidade necessária para escapar de sua gravidade é maior do que a velocidade da luz. Mas aqui surge um problema, porque, de acordo com a teoria da relatividade, há um limite, que é o da velocidade da luz. Com as leis da física que conhecemos hoje, não há nada que vá mais rápido do que a velocidade da luz.

No horizonte de eventos, a velocidade de escape é igual à velocidade da luz, ou seja, uma onda eletromagnética que atinge a velocidade da luz um pouco fora do horizonte de eventos pode chegar até nós, mas um pouco dentro o horizonte de eventos não pode mais chegar até nós, porque ela não pode viajar mais rápido do que a luz. Então, quando pensamos em um objeto perto de um buraco negro, não é que ele o absorva, mas que, uma vez atravessado o horizonte de eventos, as partículas continuariam circulando em torno dele, porque para escapar, teriam que ir mais rápido que a luz. Se pudéssemos seguir o caminho de um objeto que cruzasse o horizonte de eventos e se aproximasse de um buraco negro, obteríamos as informações mais recentes que podem viajar na velocidade da luz (ou seja, exatamente no horizonte de eventos), e seria como uma imagem parada para sempre.

Se lançássemos uma espaçonave em um buraco negro, o que observaríamos é que, quanto mais próximo chegasse do horizonte de eventos, a veríamos se mover em câmera lenta e, quando chegasse ao horizonte de eventos, a veríamos parada. Mas se estivéssemos dentro da espaçonave, o tempo permaneceria o mesmo para nós, nos aproximaríamos do buraco negro, atravessaríamos o horizonte de eventos e continuaríamos circulando o buraco negro. Mas se estivéssemos na nave e quiséssemos ligar para a casa da nossa família, uma vez que cruzássemos o horizonte de eventos, não poderíamos fazê-lo porque nossas informações não poderiam viajar mais rápido do que a luz. O que acontece depois que o horizonte de eventos é cruzado permanece no horizonte de eventos, desconectado do que está fora.

A frase que é sempre dita é que nada pode escapar de um buraco negro. Porém, isso não significa que ele absorva, mas que, de alguma forma, o buraco negro o pega e o faz girar em torno dele em órbitas extremas dentro do horizonte de eventos.

Isso significa que, como a gravidade é uma função do quadrado da distância e, nos buracos negros ela é tão grande, pequenas variações na distância alterariam a intensidade do campo gravitacional. Por exemplo, além do horizonte de eventos, a gravidade atuaria de maneira diferente na minha cabeça e nos meus pés, porque o metro e o pico entre eles já é uma distância que a diferencia nesses dois pontos. E essa gravidade é tão forte que faria qualquer objeto com massa esticar como um espaguete. Portanto, acreditamos que os buracos negros são cercados por fios de matéria. Mas isso é apenas uma hipótese, porque ainda não temos dados reais para confirmar tanto a espaguetização quanto o que realmente acontece além do horizonte de eventos.

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