Suponha que pudéssemos comprimir uma massa equivalente à do nosso planeta (cerca de 6 quatrilhões de quilogramas) até o tamanho de uma bola de gude com cerca de 1,8 centímetros de diâmetro. Nesse cenário improvável, nós teríamos formado um mini buraco negro, nada parecido com os supermassivos no centro da Via Láctea, recentemente fotografados.
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Teoricamente, durante os primeiros momentos do big bang, ocorreu o colapso gravitacional de regiões extremamente quentes e densas do universo, e os buracos negros primordiais foram formados. Proposto pelo físico Stephen Hawking, esses objetos extraordinários podem ter qualquer massa. Mas foram os pequenos (menores que um átomo) que atraíram o maior interesse, pois acredita-se que eles poderiam constituir grande parte da matéria escura do universo.
Até o momento, não foi possível detectá-los. Mas já se estudou quantos poderiam colidir com a Terra e o que aconteceria após o impacto.
Eles não são totalmente buracos negros
Quão pequenos esses buracos negros podem ficar e qual seria o limite para seu tamanho? Entramos no reino (altamente especulativo) dos chamados “microburacos negros”.
Hipoteticamente, esses objetos teriam massas de cerca de 0,00002 gramas e tamanhos trilhões de vezes menores que um próton: eles se desintegrariam praticamente instantaneamente. De fato, acredita-se que qualquer buraco negro primordial terminaria sua vida como um microburaco antes de evaporar completamente.
Mas talvez o mais surpreendente seja o fato de que eles são encontrados em temperaturas muito altas, emitindo radiação (a chamada radiação Hawking): quanto menores eles são, mais quentes ficam até que, por fim, evaporam completamente.
Hawking escreve em A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Holes que esses objetos primordiais “não são totalmente negros”, pois também emitem energia, especialmente os menores.
Como exemplo, um buraco negro primordial com uma massa equivalente à do Monte Everest teria o tamanho aproximado de um átomo, atingindo uma temperatura de milhões de graus Celsius.
Como seria o encontro com este tipo de buraco negro?
Suponha que tivéssemos a chance de encontrar um desses miniburacos negros com uma massa de 1 quilograma. Nesse caso, seu tamanho seria trilhões de vezes menor do que o de um átomo de hidrogênio.
Em princípio, não teríamos nada com que nos preocupar: sendo tão pequeno, ele não teria capacidade de absorver matéria de seu entorno. Ele se desintegraria quase instantaneamente, provavelmente gerando uma explosão equivalente a uma bomba termonuclear.
Se o infeliz encontro ocorresse com um buraco negro de massa asteroidal (um milhão de vezes menos massivo do que a Lua, mas da ordem do tamanho de um átomo de hidrogênio), ele não se desintegraria imediatamente (já que sua meia-vida seria maior do que a idade estimada do universo. Não veríamos uma explosão como a anterior, mas esse minúsculo buraco negro começaria a devorar progressiva e lentamente a matéria ao redor. Nesse caso, o cenário final para o nosso planeta não seria muito animador.
E se um mini buraco negro atingisse a Terra?
Os pesquisadores acreditam que os buracos negros primordiais (de diferentes tamanhos) poderiam estar localizados em regiões galácticas onde a concentração de matéria escura é notavelmente alta.
Assim, esses objetos vagariam pelo universo (movendo-se em diferentes direções e velocidades) e poderiam interagir com outros astros, como buracos negros maciços, estrelas ou planetas (a Terra entre eles).
E o que aconteceria com o nosso planeta se um desses minúsculos visitantes nos atingisse?
Um estudo publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society abordou esse cenário hipotético para um buraco negro do tamanho de um próton, assumindo que 100% da matéria escura é composta de buracos negros primordiais. Quanto à probabilidade de ocorrência, podemos ficar tranquilos: espera-se um impacto com a Terra a cada 1 bilhão de anos.
Além disso, devido à sua alta velocidade, esses minúsculos buracos negros não ficariam presos dentro do nosso planeta (o que seria fatal, pois eles começariam a devorá-lo lentamente por dentro). Em vez disso, eles passariam por ele, deixando crateras na entrada e na saída, gerando intensa atividade sísmica. De acordo com os cálculos dos pesquisadores, a quantidade de energia liberada em tal colisão seria comparável à de um asteroide de um quilômetro.
Como poderíamos detectá-los no Universo?
Em uma publicação recente, propus a possível interação de um buraco negro de tamanho atômico e um dos objetos mais densos do Universo: uma estrela de nêutrons.
A hipótese inicial é que um desses buracos negros poderia encontrar uma velha estrela de nêutrons (que tem uma temperatura muito baixa e perdeu quase toda a sua velocidade de rotação). De acordo com os cálculos, a frequência desses encontros seria da ordem de 20 eventos por ano, embora a maioria deles fosse difícil de observar devido à enorme distância e à orientação adequada em relação à Terra.
Dois cenários possíveis são considerados: primeiro, quando a estrela de nêutrons captura o buraco negro primordial. Segundo, quando o buraco negro de tamanho atômico se aproxima de longe, envolve a estrela de nêutrons e se afasta novamente. Isso é chamado de cenário de dispersão.
Dependendo do tipo de evento, um sinal característico e único (uma explosão de raios gama ou GRB) seria gerado e usado para identificar as interações, fornecendo evidências indiretas da existência dos minúsculos buracos negros.
Simulação do efeito de um buraco negro primordial (pontos brancos) passando por uma estrela. A ilustração mostra as ondas de vibração resultantes do impacto. Créditos: Tim Sandstrom.
Uma publicação do Max Planck Institute for Astrophysics propôs outra maneira de encontrar esses minúsculos buracos negros. Eles supõem que o excesso de emissão de certas estrelas gigantes vermelhas pode se dever à presença de miniburacos negros em seu interior, que se alimentam de matéria estelar, permitindo que eles sejam eventualmente localizados.
Implicações da existência de buracos negros primordiais
Essa seria certamente uma descoberta empolgante, pois confirmaria uma das grandes previsões astrofísicas do século XX: a radiação Hawking e a possível origem primordial de pequenos buracos negros.
Nas palavras do próprio Stephen Hawking, “os buracos negros não são tão negros quanto são pintados. Eles não são as prisões eternas que se pensava que fossem. As coisas podem sair de um buraco negro tanto para o exterior quanto, possivelmente, para outro universo.”
Óscar del Barco Novillo, Profesor asociado. Departamento de Física (área de Óptica)., Universidad de Murcia
Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o original.
