Há uma maneira dos humanos entrarem com segurança em um buraco negro, dizem físicos

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Créditos: Rost-9D / Getty Images.

Por Leo Rodriguez e Shanshan Rodriguez
Publicado no The Conversation

Para resolver todos os mistérios dos buracos negros, um humano deve simplesmente se aventurar em um.

No entanto, há um problema bastante complicado: um humano só pode fazer isso se o respectivo buraco negro for supermassivo e isolado, e se a pessoa que entrar no buraco negro não esperar relatar as descobertas a ninguém em todo o Universo.

Nós dois somos 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.

Uma pessoa caindo em um buraco negro e sendo esticada. Créditos: Leo Rodriguez / Shanshan Rodriguez.

Dois tipos de buracos negros

O Universo está repleto de um vasto zoológico de diferentes tipos de buracos negros.

Eles podem variar de tamanho e ser eletricamente carregados, da mesma forma que os elétrons ou prótons nos átomos. Alguns buracos negros giram. Existem dois tipos de buracos negros relevantes para a 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 até 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 eles é a distância de seu centro do “horizonte de eventos” – uma medida chamada de distância radial.

Uma pessoa caindo em um buraco negro supermassivo provavelmente sobreviveria. Tradução da imagem: buraco negro supermassivo (supermassive black hole) e raio do horizonte de eventos (event horizon radius). Créditos: Leo Rodriguez / Shanshan Rodriguez.

O horizonte de eventos de um buraco negro é o ponto sem volta. Qualquer coisa que passe por este ponto será engolido 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 dentro de um. Para um buraco negro com uma massa do nosso Sol (uma massa solar), o horizonte de eventos terá um raio de pouco menos de 3,2 quilômetros.

Uma pessoa se aproximando do horizonte de eventos de um buraco negro do tamanho do Sol. Tradução da imagem: buraco negro de massa solar (solar mass black hole), raio do horizonte de eventos (event horizon radius) e força de maré diferencial (differential tidal force). Créditos: Leo Rodriguez / Shanshan Rodriguez.

O buraco negro supermassivo no centro de nossa galáxia, a Via Láctea, em contraste, 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 que cair em um buraco negro de tamanho estelar chegará muito, muito mais perto do centro do buraco negro antes de passar pelo horizonte de eventos, comparado se uma pessoa caísse em um buraco negro supermassivo.

Isso implica, devido à proximidade do centro do buraco negro, que a atração do buraco negro sobre uma pessoa será diferente por um fator de 1.000 bilhões de vezes entre a cabeça e o dedo do pé, dependendo de qual das duas partes está conduzindo a queda livre.

Em outras palavras, se a pessoa está caindo com os pés primeiro, conforme se aproxima 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 como a de um 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 dedos dos pés é quase zero.

Assim, a pessoa passaria pelo horizonte de eventos sem ser afetada, não seria esticada em um formato de 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 está rodeado por discos de material muito quentes, compostos principalmente de gás e poeira ou outros objetos como estrelas e planetas que chegaram muito perto do horizonte de eventos 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 que está completamente isolado e não se alimenta de material circundante.

Agora, se uma pessoa encontrasse um buraco negro supermassivo isolado adequado para estudo científico e decidisse se aventurar nele, tudo o que fosse observado ou medido no interior do buraco negro ficaria confinado no 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 para além desse horizonte. Sua jornada e descobertas se perderiam inteiramente do resto do Universo para sempre. Mas ela iria aproveitar a aventura sobrevivendo… talvez…