Ademir Henrique Martins Martinez

COLÉGIO OFÉLIA FONSECA
ENTENDENDO O UNIVERSO: BURACOS NEGROS
ADEMIR HENRIQUE MARTINS MARTINEZ
SÃO PAULO
2012
ADEMIR HENRIQUE MARTINS MARTINEZ
ASTRONOMIA E ASTROFÍSICA: BURACOS NEGROS
Trabalho realizado e apresentado sob a orientação
Do Professor Daniel Justi, da disciplina de Física.
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SUMÁRIO
CAPÍTULO 1:
1. Introdução………………………………………………………03
1.1 Surgimento da Astronomia……………………..……………..05
1.2 Transição para os dias atuais……………….….……………...07
1.3 Descobrimentos do Buraco Negro………………….………...11
CAPÍTULO 2:
2. Desenvolvimento………………….……………………………12
2.1 Estrelas……………………………….………………………..13
2.2 Formações de um Buraco Negro……………………………...16
2.3 Como funciona um Buraco Negro…………………………….20
CAPÍTULO 3:
3. Conclusão……………………………………………………....24
Apêndice…………………………………………………………..26
Bibliografia………………………………………………………..29
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Capítulo 1
1. Introdução
Desde tempos antigos, o homem vem olhando para o céu e se perguntando o que
existia naquela escuridão, que outras maravilhas poderiam ser encontradas naquele espaço
além dos pontos brilhantes e como esse conhecimento poderia ser benéfico no seu dia a dia.
Essas curiosidades que o homem tinha acabaram se desenvolvendo e deram origem a
astronomia, astrologia, cosmologia, astrofísica e outras matérias e tecnologias, assim como
também deu origem a grandes nomes nessas áreas, tais como Albert Einstein (Alemanha),
Camille Flammarion (França), Edwin Hubble (EUA), Galileu Galilei (Itália), Hiparco
(Bitinia, Roma Antiga), Johannes Kepler (Sacro Império Romano-Germânico), Nicolau
Copérnico (Polônia), Sir Isaac Newton (Inglaterra), Stephen Hawking (Inglaterra), entre
outros.
Figura 1
3
O estudo dessas matérias foi contemplado por esses cientistas e também pela
população que se interessava em saber mais sobre a majestosidade da lua que brilhava
suavemente no céu escuro, acompanhada das estrelas, e a beleza do Sol que ao nascer trazia o
calor do dia e no fim a escuridão noturna.
Buscarei apresentar no resto deste capítulo e nos próximos, como nasceu essas
ciências e como elas se desenvolveram no que são hoje, assim como também tentarei mostrar
sua importância e alguns conhecimentos básicos de maneira que sejam acessíveis a todos
aqueles que querem aprender, mas não tem conhecimento prévio dessas ciências, assim como
também um “complemento” para aqueles que já a estudam.
Apresentarei também uma breve história de alguns dos cientistas principais e suas
descobertas mais importantes, para melhor entendimento sobre a discursão principal que será
tratada nesse trabalho: Buracos Negros.
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1.1 Surgimento da Astronomia
Desde tempos mais remotos, o homem vem olhando para o céu se perguntando, o que
existe lá. Foi a partir dessa e outras perguntas que se deu o nascimento dos primeiros
pensamentos sobre astronomia. Começarei agora uma breve história de como a astronomia
surgiu, mas antes de tudo é importante saber que a astronomia é um fruto do pensamento
conjunto de milhares de mentes.
Começaremos nossa história na Mesopotâmia, há 5000 mil anos atrás, onde surgiram
os primeiros astrônomos, que eram sacerdotes que a partir da observação das fases da lua,
eles conseguiam determinar estações do ano, o que era extremamente favorável para a
agricultura da época.
Figura 2
5
Pularemos agora a Grécia Antiga onde Aristóteles filosofa grego no período de 384
A.C. a 322 A.C., foi um dos primeiros astrônomos a realizar observações mais científicas na
finalidade de possuir um entendimento melhor sobre o que existia no céu. A partir de suas
conclusões, ele criou sua teoria de que nós estamos no centro do universo, se baseando no
fato de que, em suas observações, parecia que a lua, o sol, e os outros planetas giravam em
torno do nosso planeta em forma de “loops” e que a terra estava fixa (não girava), logo, sua
teoria falava de que a terra estivesse no centro do nosso sistema solar dentro de uma espécie
de esfera de vidro, e depois se vinha outra esfera de vidro em cima dessa primeira onde se
encontrava a lua, depois outra onde estava o sol, e assim por diante. Essa teoria que também
recebia reforço das medições e observações realizadas por Ptolomeu se manteve forte por
mais de 1500 anos.
Figura 3
Chegamos agora na Europa medieval, onde tivemos uma “era negra” na astronomia,
pois por conta do fortalecimento da igreja, era dada muita pouca importância para a ciência, o
que fez com que não se tivesse muitos avanços, mas na América astrônomos astecas criaram
os primeiros calendários de precisão que se baseavam em fortes cálculos matemáticos e
observações minuciosas. A partir dessas informações já podemos ter uma ideia de como
surgiu a astronomia, mas a história não acaba aqui, pois essa astronomia citada ate agora é
apenas um conjunto de varias ideias que davam apenas uma noção básica para o melhor
entendimento do que esperava por nós no céu.
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1.2 Transição para os dias atuais
Para entendermos como a astronomia moderna foi formada é preciso primeiramente
saber o processo que foi seguido para se chegar ao conhecimento que existe na atualidade.
Para isso retomaremos nossa história a partir da Europa medieval, que como citado no item
anterior foi uma ”era negra” para a astronomia, mas de repente algo aconteceu, ou melhor,
alguém aconteceu, e esse alguém foi Nicolau Copérnico (astrônomo e matemático polaco que
viveu entre 1473 D.C. até 1543 D.C.), ele dedicou 25 anos de sua vida a observações que o
levaram a uma ideia revolucionária. Ele teve a brilhante ideia de retirar a terra do centro do
sistema solar e substituí-la pelo sol, com isso ele conseguiu determinar o posicionamento de
cada planeta em relação ao sol e suas respectivas órbitas, e com isso ele conseguiu afirmar
também de que não era o céu que se movia, mas sim a terra que dava uma volta completa em
seu eixo em 24 horas. Embora suas descobertas fossem revolucionárias, como a igreja
possuía grande poder na época, Copérnico temia ser reprimido então somente publicou suas
descobertas no fim de sua vida.
Figura 4
7
As ideias de Copérnico deixadas em seu livro da Revolução das Órbitas Celestiais,
inspiraram as teorias do astrônomo e matemático alemão Johannes Kepler, que as defendias
fortemente. Ele aprimorou, por meio de suas observações e cálculos, a ideia de Copérnico
percebendo que a órbita dos planetas não podiam ser em círculos perfeitos, como era
acreditado ate então, mas sim em elipses em torno do sol. Kepler também notou que durante
suas órbitas, os planetas se moviam mais rápido ao chegarem mais perto do sol e se moviam
mais devagar ao se afastarem do sol, mas Kepler nunca conseguiu descobrir como o sol
influenciava esse efeito. Com essas novas descobertas, Kepler criou os novos modelos do
universo que apresentava o sol no centro do sistema solar e outro modelo que apresentava a
variação de velocidade na órbita planetária.
Figura 5
Movemos agora nossa história para a virada do século XVII, onde o astrônomo
italiano Galileu Galilei (1564 D.C. a 1642 D.C.) por meio do uso de uma nova tecnologia, o
telescópio, um dos mais importantes instrumentos da história da ciência, realizou uma série
de novas observações que davam resultados melhores do que as realizadas a olho nu.
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Figura 6
Em 1609 ele aprimorou o desenho do telescópio o que permitia com que ele tivesse
um aumento de 30 vezes a distância de alcance e com isso ele se tornou o primeiro homem a
olhar com mais detalhes os corpos celestes, isso o permitiu a ter imagens mais detalhadas da
lua, os satélites dos outros planetas e as estrelas, e também como prova concreta de que
Vênus orbitava o sol, ele viu que ela apresentava fases assim como a lua. Com a ajuda do
telescópio, ele conseguiu também analisar melhor as órbitas dos planetas e com isso provou,
sem dúvidas, de que as teorias de Copérnico e Kepler estavam corretas. Após Galileu
publicar suas descobertas, a igreja passou a se sentir ameaçada, já que sua descoberta
contradizia as escrituras religiosas, isso deixava a igreja com medo, uma vez que durante
aquela época ela sofria um reforma protestante, então a solução tomada pela igreja foi de
acusar Galileu de heresia, uma vez ele estava praticamente reinterpretando a bíblia por conta
própria, e condenado à prisão domiciliar e forçado a abandonar suas descobertas diante do
papa e de um tribunal. Mas perto de sua morte Galileu acidentalmente descobriu uma pista
que ajudaria a responder a influência do sol na velocidade da órbita dos planetas sugerido por
Kepler, Galileu percebeu que independentemente de suas massas, dois corpos em queda
sempre aceleravam igualmente, mas mesmo com essa pista Galileu nunca descobriu o que
causava isso.
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Passando-se alguns anos, o físico e matemático Sir Isaac Newton (1643 D.C. a 1727
D.C.) foi o cientista que achou uma resposta para o enigma. Ele mostrou que a matemática
era a ferramenta indispensável para se poder entender o universo e por meio de seus cálculos
e observações ele juntou as teorias de Kepler e as descobertas de Galileu e descobriu que a
mesma coisa que fazia os objetos caírem na terra, fazia os planetas se movimentarem em
torno do sol. Apos inúmeros cálculos, Newton concluiu que os planetas eram atraídos pelo
sol da mesma maneira que os objetos na Terra eram atraídos por ela, o que causava suas
quedas, que o fator que causava isso era a gravidade, uma força de atração que afetava toda
matéria, e uma força que não só podia ser observada, mas também comprovada por meio de
cálculos. Com isso ele criou a Teoria da Gravidade.
Figura 7
Com isso, podemos ter uma ideia de como todos esses pensamentos foram cruciais
para a astronomia que conhecemos hoje. Agora vamos nos focar no verdadeiro tema que será
trabalhado aqui, os Buracos Negros.
10
1.3 Descobrimento do Buraco Negro
O Buraco Negro é um dos vários tipos de “buracos” cósmicos existentes no nosso
universo conhecido, certamente a descoberta do buraco negro foi uma das mais imprevisíveis
e curiosas descobertas feita até então, e mesmo ate hoje, após anos de teorias, cálculos e
especulações, astrônomos ainda possuem pouco conhecimento sobre esse fenômeno.
Astrônomos de hoje acreditam que os buracos negros sejam formados a partir de uma
estrela que esteja morrendo, se contraindo, criando um corpo extremamente denso e com uma
força gravitacional tão forte que nem mesmo a luz, que viaja a 3x108 m/s, consegue escapar,
isso intriga muito os astrônomos que se esforçam bastante em tentar compreender os buracos
negros, o que é uma tarefa difícil uma vez que não possuímos ainda um conhecimento mais
profundo e equipamentos que nos permita um estudo aprofundado, já que no buraco negro as
leis da Física são “quebradas”.
No próximo capítulo vamos tentar entender um pouco mais sobre como foi de fato
descoberto os buracos negros, já que como o próprio nome diz, eles são escuros o que os
torna praticamente invisíveis no espaço, e vamos tentar entender como os buracos negros
influenciam não só as estrelas, galáxias e os outros corpos celestes, mas também a sua
influência para nós aqui na terra, assim como também, vamos tentar entender o que é
literalmente um buraco negro. Será ele apenas um canibal cósmico? Ou será que ele é algo
com um papel importante para o funcionamento do universo como conhecemos?
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Capítulo 2
2. Desenvolvimento
Até então, vimos uma breve história sobre a formação da astronomia como a
conhecemos hoje, e também parte do processo de junção de conhecimentos ao longo de
milênios de história até chegarmos ao conhecimento que temos hoje em dia, mas mesmo todo
esse conhecimento e pequeno comparado a tudo que existe no universo só esperando que nós
os desvendemos.
Um exemplo disso são os buracos negros, como foi citado no capítulo anterior é um
fenômeno no universo do qual pouco conhecemos, mas tem um papel muito importante para
o nosso universo.
Vamos tentar agora entender o que já se sabe a respeito desse fenômeno que intriga
astrônomos e astrofísicos ate os dias de hoje, começando primeiramente nossa discussão
falando um pouco sobre estrelas, já que elas são um fator essencial na formação de um
buraco negro.
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2.1 Estrelas
Estrelas, majestosos objetos celestes que brilham no céu, elas serviam para determinar
horário, datas, e até acontecimentos no futuro, pelo menos isso era o que se acreditava sobre
estrelas até uma pouco mais de mil anos atrás, mas o que realmente são as estrelas e no que
elas são importantes para o nosso dia a dia. Sem via de dúvidas astrônomos hoje confirmam
que devemos inteiramente toda a nossa existência às estrelas, uma vez que elas são o
principal fundamento de galáxias, aglomerados e sistemas solares. Como por exemplo nossa
estrela mãe o Sol, a estrela Sirius, a estrela Aldebaran, a estrela Betelgeuse, a estrela VY
Canis Majoris, entre outras.
Figura 8
Estrelas nascem dentro de nuvens de gás e poeira ou seja nebulosas, como a nebulosa
de Órion, a nebulosa da águia, a nebulosa de Caranguejo, a nebulosa de Andrômeda, entre
outras. Dentro dessas nebulosas o ambiente é turbulento com enorme atuação de gravidade,
onde eventualmente a nuvem começa a “desmoronar” em um ponto que começa adquirir
massa e vai sendo esmagado pela sua própria gravidade sugando ao mesmo tempo gás e
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poeira até que finalmente esse ponto começa a superaquecer dando origem a uma
protoestrela.
Essa “estrela bebê” começa a se alimentar do gás e poeira da nuvem o que faz ela
começar a crescer até que finalmente se torne uma estrela. Uma vez a estrela termina de sugar
quantidades suficiente de gás ela passará a se auto sustentar por meio de fusões nucleares
sendo o seu elemento base o Hidrogênio (H2), mas também dando origem a vários outros
elementos como o Hélio (He), o Carbono (C), entre outros.
Figura 9
14
Uma estrela pode viver durante milhares ou até bilhares de anos enquanto ainda tiver
“combustível”, e ela pode existir de várias cores e tamanhos (sendo suas cores características
de suas temperaturas), como as anãs brancas, as anãs marrons, estrelas azuis, amarelas,
vermelhas, estrelas supermassivas, entre outras (vide bibliografia para o link com a lista
completa). No final de sua vida, uma estrela pode perder sua massa até que vire uma anã
branca e com a medida do tempo ela se apague completamente, ou ela pode morrer em uma
forma de explosão chamada supernova (que explicarei no próximo tópico), que no processo
liberam elementos pesados fundadores desde planetas até seres vivos.
Figura 10
Figura 11
15
2.2 Formação de um Buraco Negro
Antes que possamos falar sobre como que um buraco negro é formado, primeiramente
precisamos entender o que é um buraco negro. Por definição, um buraco negro é uma região
no espaço-tempo onde a gravidade é absoluta, sendo que nem a luz consegue escapar, e com
densidade quase infinita. Agora imaginemos a Terra, que tem massa de mais de seis setilhões
de toneladas, 6x1024, e tem um volume superior a 1 trilhão de quilômetros cúbicos, agora
imagine toda essa massa e volume sendo “esmagada” até chegar ao tamanho de uma bola de
golfe, essa bola teria a mesma massa da Terra, mas continha em um corpo extremamente
menor, isso faz com que sua densidade aumente infinitamente e consequentemente seu
campo gravitacional também ira aumentar infinitamente.
Figura 12
Isso é basicamente o que gera um buraco negro, só que numa escala maior, ou seja,
para que um buraco negro seja formado ele precisa de uma enorme quantidade de gravidade
para esmagar um objeto enorme em um corpo extremamente menor, e no universo como
conhecemos só existe um lugar onde exista essa enorme quantidade de gravidade, no núcleo
de uma estrela.
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Astrônomos descobriram que quando uma estrela morre ela pode ou morrer
silenciosamente ou morrer em uma das maiores e mais espetaculares explosões do universo,
uma supernova, e é ai que se encontra o segredo da formação de um buraco negro. Uma
supernova é basicamente o nome dado às explosões de estrelas com massa 10 vezes
superiores a do sol. Mas existem estrelas supermassivas com massa 100 vezes ou mais do que
o sol, e essas estrelas supermassivas geram no final de suas vidas a maior e mais poderosa
explosão do universo, uma hipernova, essa é o nascimento de um buraco negro.
Agora vamos entender o processo que ocorre para gerar uma hipernova,
consequentemente gerando um buraco negro. Uma estrela supermassiva assim como todas as
outras estrelas é basicamente um reator de fusão nuclear gigantesco, jogando energia para
fora ao mesmo tempo em que sua enorme gravidade joga a energia para dentro mantendo-se
nesse equilíbrio durante alguns milhões a bilhões de anos enquanto a estrela ainda tiver
combustível, mas ao chegar ao final de sua vida esse combustível acaba e a fusão nuclear
para e a gravidade ganha, fazendo com que o núcleo da estrela comece a ser esmagado para
dentro até que ele atinja uma fração de seu tamanho original, nesse processo uma buraco
negro bebê nasce, começando a literalmente comer a estrela por dentro, e dentro da estrela
está acontecendo um verdadeiro pesadelo, com forças friccionais e magnéticas, e nesse
pesadelo o buraco negro no centro começa devorar o corpo da estrela tão rápido que o buraco
negro “engasga” e “cospe” enormes jatos de energia para fora da estrela, isso ocorre em
frações de segundo antes mesmo que o resto da estrela perceba que no núcleo desapareceu
finalmente a estrela não aguenta e explode em uma hipernova.
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Figura 13
Em apenas um segundo essa explosão gera 100 vezes mais energia e luz do que o sol
produzira em sua vida, e tudo que resta após essa explosão é apenas um novo buraco negro e
dois jatos de energia jogados ao espaço na velocidade da luz, chamados Erupções de Raios
Gama. Essas erupções são tão poderosas que em termos de poder elas apenas perdem para o
Big Bang, e elas “fritam” tudo em seu caminho, mas para a nossa sorte é que essas erupções
geralmente ocorrem fora da nossa galáxia.
Figura 14
18
Mas essas erupções de raios gama são de extrema importância para encontrarmos
buracos negros, já que ao contarmos quantas dessas erupções existem podemos ter uma
estimativa de quantos buracos negros estão sendo formados, e os resultados espantaram os
astrônomos. Antigamente falava-se sobre buracos negros como ficção científica, uma espécie
de “unicórnio” no universo algo apenas encontrado na mitologia, mas hoje em dia sabemos
que eles são reais, e pior, existem bilhões deles pelo universo. Em 20 de novembro de 2004, a
NASA lançou um robô para o espaço com a missão de encontrar erupções de raios gama no
universo chamado SWIFT (Swift Gamma-Ray Burst Mission), até os dias de hoje ele localiza
pelo menos uma erupção de raio gama por dia, o que tornou a missão um sucesso. A SWIFT
somente consegue olhar para apenas uma fração do que realmente existe pelo universo.
Figura 15
Mas também vale lembrar que existem outras formas de se localizar um buraco negro
no espaço. Como a intensa gravidade de um buraco negro não deixa nem a luz escapar o que
o deixa negro, isso faz com que o trabalho de encontrá-lo no espaço seja difícil, mas podemos
localizá-lo analisando no que ele está interagindo, ou seja, ao encontramos uma galáxia
distante e percebermos que sua luz está sendo distorcida, isso indica que algum objeto de
enorme gravidade está interferindo na luz, e o único objeto capaz de gerar um campo
gravitacional tão forte é um buraco negro. Outra maneira de localizar um buraco negro é
quando ele se aproxima de uma estrela, pois ele começaria a “comer” a estrela, literalmente
“sugando” o gás da estrela, dessa maneira nos sabemos que há um buraco negro naquele
determinado local.
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2.3 Como funcionam um Buraco Negro
Astrônomos da atualidade entendem que os buracos negros não tratam apenas de uma
imensa força destrutiva, uma vez que o buraco negro, ao interagir-se com outros corpos
celestes, pode mudar completamente a organização de um sistema solar, ou também pode
influenciar na formação de galáxias inteiras. Para entendermos essa afirmação primeiramente
precisamos saber que existem dois tipos de buracos negros, os de massa estrelar (que se trata
do tipo explicado no tópico anterior) e os supermassivos, que possuem milhões até bilhões de
vezes mais massa do que o nosso sol.
Os buracos negros de massa estrelar é os mais comuns no universo e não são muito
grandes, cerca de 30 km de diâmetro e até 20 vezes a massa do nosso sol. Para termos uma
ideia de como eles são poderosos, se um buraco negro estrelar passasse pelo nosso sistema
solar ele iria perturbar completamente as órbitas dos planetas fazendo com que um se choque
contra os outros, fazendo luas sendo lançadas no espaço ou em colisão com um planeta,
resultando num verdadeiro pesadelo até que ultimamente o buraco negro devorasse nossa
estrela e o que restou dos planetas.
Figura 16
20
Agora imagine um buraco negro supermassivo, ele possui milhões ou até bilhões de
vezes mais massa do que o nosso sol, ou seja, o seu poder é tão grande que ele consegue
literalmente fazer com que bilhões de estrelas entrem em órbitas com ele, gerando galáxias.
Astrônomos descobriram que no centro da maioria das galáxias existe um buraco negro
supermassivo, e a nossa galáxia (Via Láctea) possui um com um tamanho superior ao nosso
sistema solar inteiro. Os buracos negros supermassivos são formados de forma diferente do
que um buraco negro de massa estrelar, ao invés de serem formados a partir de uma estrela
supermassiva que está morrendo, esse monstros gigantescos foram formados quando nosso
universo ainda era jovem e enormes nuvens de gás e poeira ainda ocupavam grandes áreas do
universo, em alguns lugares essas nuvens eram tão espessas que davam origem a várias
estrelas, e muitas delas supermassivas que queimavam rapidamente seu combustível e então
explodiam, dando origem a vários buracos negros, esses que colidiam uns com os outros,
fazendo com que se juntassem e aumentassem sua massa, logo após inúmeras colisões entre
buracos negros tínhamos um supermassivo.
Figura 17
Sua força gravitacional é gigantesca fazendo com que as nuvens de gás e poeira
fossem puxadas em sua orbita, essas nuvens davam origem a novas estrelas que iam entrando
em orbita com o buraco negro como se fossem planetas rodeando o sol, isso deu origem a
galáxias primitivas. Ao longo dos anos mais estrelas iam sendo formadas e maior a galáxia ia
ficando, até chegar a suas formas atuais.
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Ao mesmo tempo em que a galáxia ia recebendo sua forma, todas aquelas nuvens de
poeira que restaram da formação das estrelas eram puxadas para o buraco negro o deixando
maior, e toda aquela nuvem de gás e poeira circulavam em volta do buraco negro e enormes
velocidades fazendo com que elas esquentassem bastante, eventualmente o buraco negro não
tinha mais espaço para tanto gás quente e esse gás não tinha nenhum outro lugar para ir a não
ser para fora, resultando e jatos enormes de energia cada um com tamanho até 20 vezes
maiores do que o nosso sistema solar, isso é chamado de quasar. Esses quasares são tão
intensos que podem brilhar até mais das galáxias inteiras, e astrônomos acreditam que todas
as galáxias que possuem um buraco negro supermassivo no seu centro, já foram quasares,
incluindo a nossa própria galáxia.
Agora que entendemos quais tipos de buracos negros existem, como eles são
formados, e no que eles influenciam no universo, vamos tentar entender como que eles
funcionam, mas a única maneira de se descobrir isso é se visitarmos um. Isso apresenta um
enorme problema para astrônomos justamente porque isso impede com que consigamos
informações e um entendimento melhor sobre um buraco negro.
No buraco negro seu campo gravitacional e enorme, o que faz com que qualquer
objeto que fique muito próximo a ele seja puxado, e bem perto do buraco negro existe uma
fronteira teoria que acredita ser o ponto sem volta de tudo que chegar perto do buraco negro,
essa fronteira é chamada de horizonte de eventos. Por exemplo, pense em uma cachoeira
como um buraco negro e a sua extremidade como o horizonte de eventos e a matéria como
um peixe, em qualquer ponto antes da extremidade o peixe consegue facilmente escapar, mas
à medida que ele se aproximasse da extremidade ficaria cada vez mais difícil resistir ao
puxão da agua, até que o peixe finalmente chegasse à extremidade e caísse na cachoeira.
É nesse ponto onde a física como conhecemos se torna “inútil”, pois suas leis não
valem mais nada após esse ponto. Do horizonte de eventos para o centro do buraco negro é
onde tudo fica inexplicável pelas atuais leis da física, já que é uma região onde a realidade se
“quebra” e até mesmo o tempo “para” por conta da imensa gravidade.
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Esse ponto é onde o espaço-tempo é dividido em duas regiões e por não se tratar de
uma superfície física, apenas perceberíamos que estamos no horizonte de evento depois que
passássemos por ele porque ao nos aproximarmos a gravidade começaria ficar infinitamente
mais forte. Agora imagine que você estivesse caindo em um buraco negro tendo o seu pés
mirados para ele, à medida que você se aproximasse ao horizonte de eventos, o seu pé
estariam mais perto do buraco negro e a sua cabeça estaria menos perto então gravidade
começaria a puxar os seus pés mais forte do que a sua cabeça, fazendo com que você seja
esticado e continue esticando até finalmente você seja desintegrado pela gravidade e sugado
para dentro do buraco negro, chamamos esse processo de espaguetificação.
Agora imagine que conseguíssemos enviar um robô forte o suficiente para suportar a
gravidade e resistir o processo de espaguetificação, logo depois que ele passasse do horizonte
de eventos se ele apontasse suas câmeras para trás veria a luz sendo sugada para dentro do
buraco negro, e quando virasse suas câmeras para frente só veria escuridão até que passasse
pelo centro onde veria um ponto inimaginavelmente pequeno onde toda a matéria estaria
sendo “exprimida”, chamada singularidade.
A singularidade é um ponto de infinita gravidade onde o espaço-tempo se torna inútil,
mas isso é ridículo, pois singularidade é apenas um nome para dizer “eu não sei”, já que os
astrônomos até hoje realmente não sabem o que existe no centro de um buraco negro. Agora
se estivéssemos vendo de longe o robô se aproximando do horizonte de eventos,
perceberíamos que o robô esta desacelerando até que finalmente ele parasse logo em certo
ponto. Nós nunca conseguiríamos ver um objeto passar pelo horizonte de evento, uma vez
que nesse ponto o tempo para, o que foi comprovado por cálculos matemáticos.
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Capítulo 3
3. Conclusão
Ao longo desse trabalho descobrimos como surgiu a astronomia, por meio de uma
breve história, vimos como que nascem e morrem estrelas e sua importância para o
surgimento de buracos negros e como e onde eles podem influenciar no universo. Com base
em todas essas informações e dados podemos chegar a uma conclusão de que os buracos
negros são de fato um elemento essencial e fundamental para praticamente tudo que existe no
universo, levando em conta que um buraco negro pode influenciar tudo no universo, desde
órbitas planetárias a formações de galáxias. Um buraco negro também pode eliminar
qualquer traço de existência de um corpo celeste, podendo também alterar completamente a
aparência de um sistema solar, ou um aglomerado estrelar, logo de certa maneira não seria
um exagero dizer que sem a existência de buracos negros talvez o universo como agente
conhece não existiria.
Figura 18
24
Talvez no futuro distante possa ser possível que tenhamos a tecnologia que nos
permita viajar até um buraco negro, passar pelo horizonte de eventos e entrar no seu núcleo
sobrevivendo a viagem, assim conseguiríamos finalmente responder uma das perguntas mais
importantes quando estudamos buracos negros, “o que existe no coração de um buraco
negro?”.
Existem várias teorias para essa pergunta. Algumas dizem que no centro de um
buraco negro exista um buraco de minhoca, uma espécie de ponte teórica no espaço-tempo
que ligaria dois régios do universo distante fazendo essa distância incrivelmente menor, que
pudesse nos levar a vastos cantos do universo em questões de segundos. E a matemática
parece indicar que isso é possível, e se de fato for, possa ser que no futuro distante buracos
negros sejam usados para viajarmos até outros cantos do universo, ou seja, isso faria com que
uma das ideias mais legais em ficção cientifica se tornasse realidade.
Outra teoria do que se possa ter no centro de um buraco negro diz que talvez dentro do centro
exista um Big Bang, já que você teria toda matéria sendo sugada para dentro num ponto
infinitamente pequeno até que a matéria seja explodida para fora no outro lado em um buraco
branco (corpo teórico que seria o oposto de um buraco negro, ou seja, ao invés da matéria ser
sugada para dentro, ela é jogada para fora). Agora se o Big Bang na verdade for o resultado
que ocorre no outro lado de um buraco negro, isso possa talvez até ser uma explicação de
como o nosso universo foi formado, então se pensarmos bem e essa teoria for verdade, possa
ser que dentro de cada buraco negro exista um universo, e se pegarmos a matemática para o
nosso universo e a implantarmos em um buraco negro, vemos que elas não se discordam, em
outras palavras, possa ser que na verdade o nosso universo esteja dentro de um buraco negro,
ou seja, possa ser que existam bilhões de universos, cada um com suas galáxias, suas estrelas
e seus planetas e talvez até mesmo uma forma de vida inteligente que possa nesse mesmo
momento estar se perguntando a mesma coisa.
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Apêndice:
Figura 1: Sagittarius Dwarf Galaxy. Galáxias Anãs na constelação de Sagitário. Disponível
em: <http://hubblesite.org/gallery/album/entire/pr2004031b/>. Acesso em: 10 nov. 2012
Figura 2: Os primitivos da Mesopotâmia. Sacerdotes Sumérios. Disponível em:
<http://cpantiguidade.wordpress.com/2011/02/>. Acesso em 10 nov. 2012
Figura 3: A Astronomia na Antiguidade. Visão Aristotélica da Terra. Disponível em:
<http://www.ccvalg.pt/astronomia/historia/antiguidade.htm>. Acesso em 10 nov. 2012
Figura 4: O Heliocentrismo de Nicolau Copérnico. Copérnico realizando suas observações.
Disponível em: <http://hugoleonardohistoriador.blogspot.com.br/2010/12/o-heliocentrismode-nicolau-copernico.html>. Acesso em: 10 nov. 2012-11-12
Figura 5: Obras. Pagina da obra “Mysterium Cosmographicum” (Mistérios do Universo) de
Kepler publicado em 1597.
Disponível em: < http://www.educ.fc.ul.pt/docentes/opombo/seminario/kepler/obra.htm>.
Acesso em: 10 nov. 2012
Figura 6: Galileu Galilei - Astronomia, A ciência abrindo a porta do universo. Galileu frente
ao tribunal da inquisição Romana, pintura de Cristiano Banti. Disponível em:
<http://bethccruz.blogspot.com.br/2009/01/galileu-galilei-astronomia-cincia.html>. Acesso
em: 10 nov. 2012
Figura 7: Isaac Newton. Pintura retratado pelo pintor Godfrey Kneller. Disponível em:
<http://www.pion.sbfisica.org.br/pdc/index.php/por/Multimidia/Imagens/Historia-eFilosofia-da-Fisica-e-areas-afins/Isaac-Newton>. Acesso em: 10 nov.2012
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Figura 8: Massive Star VY Canis Majoris - Visible Light. Luz visível da maior estrela
conhecida do universo, VY Canis Majoris. Disponível em:
<http://hubblesite.org/gallery/album/pr2007003b/>. Acesso em: 11 nov. 2012
Figura 9: Star with a Bang. Pilares de gás na nebulosa da Águia, conhecido como os Pilares
da Criação, região formadora de estrelas. Disponível em:
<http://scienceblogs.com/startswithabang/2011/08/21/weekend-diversion-aim-for-the/>.
Acesso em: 11 nov. 2012
Figura 10: Lucy in the sky with Diamonds. Uma estrela anã branca morta com um diamante
em seu núcleo pesando 2x1034 quilates. Disponível em:
<http://www.spacetoday.org/DeepSpace/Stars/WhiteDwarfs/LucyDiamondStarWhiteDwarf.h
tml>. Acesso em 11 nov. 2012
Figura 11: Kepler’s Supernova remnant in visible, x-ray and infrared light. Resíduo da
supernova de Kepler no raio x e infravermelho. Disponível em:
<http://hubblesite.org/gallery/album/star/supernova/pr2004029b/npp/all/>. Acesso em: 11
nov. 2012
Figura 12: Fibre-optical analogue of the event horizon. Vista simulada de um buraco negro na
galáxia Via Láctea. Disponível em: <http://www.st-andrews.ac.uk/~ulf/fibre.html>. Acesso
em: 13 nov. 2012
Figura 13: Hypernova. Estrela Eta Carinae, a candidata mais próxima de se tonar uma
hipernova, localizada na constelação de Carina. Disponível em:
<http://en.wikipedia.org/wiki/Hypernova>. Acesso em: 13 nov. 2012
Figura 14: Fireworks in the sky. Ilustração da erupção de raios gamma GRB 080319B.
Disponível em: <http://www.isdc.unige.ch/~beckmann/english/GRB080319B.html>. Acesso
em: 13 nov. 2012
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Figura 15: Gamma Ray Burst GRB 970228 Appears To Originate Outside Our Galaxy.
Erupção de raios gamma GRB 970228. Disponível em:
<http://hubblesite.org/gallery/album/exotic/gamma_ray_burst/pr1997030c/>. Acesso em: 13
nov. 2012
Figura 16: Black Hole. Ilustração do Buraco Negro Estrelar Cygnus X-1. Disponível em:
<http://www.daviddarling.info/encyclopedia/B/blackhole.html>. Acesso em: 13 nov. 2012
Figura 17: Black Hole. Ilustração artistica de um Buraco Negro Supermassivo no centro de
uma galáxia ativa. Disponível em:
<http://www.daviddarling.info/encyclopedia/B/blackhole.html>. Acesso em: 13 nov. 2012
Figura 18: The Black Hole Life Force Establishment. Ilustração artistica de um Buraco Negro
dentro de uma espiral de gás e poeira. Disponível em: <http://www.behance.net/gallery/TheBlack-Hole-Life-Force-Establishment/4112085>. Acesso em: 13 nov. 2012
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