Buracos negros: os monstros invisíveis do Universo

 Buracos negros: os monstros invisíveis do Universo

(Créditos de imagem: NASA Hubble Space Telescope – Unsplash)

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Buracos negros, regiões do espaço-tempo onde a gravidade é tão intensa que nada, nem mesmo a luz, pode escapar, capturam a imaginação humana há décadas. A sua natureza misteriosa e os seus efeitos dramáticos no Universo tornam-os como os objectos de pesquisa mais intrigantes e desafiadores da Astrofísica moderna. Este artigo oferece um mergulho aprofundado em buracos negros, explorando a sua formação, os tipos, as propriedades, o impacto no Universo e os mistérios que ainda os cercam.

O buraco negro supermassivo no centro da galáxia
elíptica supergigante Messier 87, com uma massa de cerca de sete
biliões de vezes a do Sol, como é mostrado na primeira imagem
divulgada pelo Event Horizon Telescope (em 10 de Abril de 2019).
(pt.wikipedia.org)

Formação e tipos de buracos negros

Os buracos negros são formados, principalmente, pelo colapso gravitacional de estrelas massivas no final das suas vidas. Quando o núcleo de uma estrela massiva queima todo o seu combustível nuclear, ele implode e contrai-se num ponto infinitamente pequeno de densidade infinita, criando um buraco negro.

Existem três tipos principais de buracos negros:

  • buracos negros de massa estelar: formados pelo colapso de estrelas massivas, com massas entre algumas vezes a massa do Sol e algumas dezenas de massas solares;
  • buracos negros intermediários: com massas entre centenas e milhares de massas solares, ainda não totalmente compreendidos pelos cientistas; e
  • buracos negros supermassivos: encontram-se nos centros da maioria das galáxias, incluindo a Via Láctea, com massas de milhões ou de mil milhões de vezes maior que a massa do Sol.
Concepção artística de um buraco negro. O forte campo gravitacional dos buracos pode gerar à sua volta um disco de acreção de material extremamente quente e que alimenta o crescimento do buraco negro, como se pensa que ocorre no centro de galáxias chamadas activas, que são fontes potentes no rádio e nos raios X. (Créditos de imagem: NASA – divulgacao.iastro.pt)

Propriedades fascinantes e desafios científicos

A força da gravidade num buraco negro é tão forte que “esparguetificaria”1 qualquer objeto que se aproximasse demais, distorcendo-o e alongando-o até se desintegrar. Essa força extrema cria um “horizonte de eventos”, uma superfície invisível além da qual nada pode escapar.

Os buracos negros, em si, são invisíveis, mas a sua presença pode ser detectada pelos seus efeitos em objectos próximos. Por exemplo, a matéria que cai num buraco negro aquece e emite raios X, permitindo que os astrónomos os observem.

O estudo de buracos negros desafia a Física tradicional. A teoria da relatividade geral de Albert Einstein, que descreve a gravidade, funciona bem em grandes escalas, mas falha em explicar o que acontece dentro do horizonte de eventos, em que a densidade e a curvatura do espaço-tempo se tornam infinitas.

Nesta ilustração, a luz de um buraco negro mais pequeno (à esquerda) é curvada em torno de um buraco negro maior e forma uma imagem quase espelhada do outro lado. A gravidade de um buraco negro pode empenar o tecido do próprio espaço, de tal forma que a luz que passa perto do buraco negro seguirá um caminho curvo à sua volta. (Créditos de imagem: Caltech-IPAC – ccvalg.pt)

Impacto no Universo e mistérios por desvendar

Os buracos negros podem ter um papel fundamental na formação e na evolução de galáxias. Acredita-se que os buracos negros supermassivos, no centro das galáxias, influenciam a formação de estrelas e a estrutura das galáxias.

Ainda há muito de que não sabemos sobre os buracos negros. Como se formam os buracos negros intermediários? O que acontece dentro do horizonte de eventos? Existe algo como um “buraco branco”, o oposto de um buraco negro? Essas são, apenas, algumas das perguntas que os cientistas continuam a investigar.

O que, realmente, são os buracos negros? (espacotempo.com.br)

Paradigmas emocionantes e futuros da Investigação

O estudo de buracos negros leva-nos a questionamentos existenciais sobre a natureza do espaço-tempo e a possibilidade de outros universos. A busca por respostas a essas perguntas e a exploração da natureza dos buracos negros continuam a ser uma das áreas mais fascinantes e desafiadoras da Astrofísica moderna. A cada nova descoberta, aproximamo-nos de desvendar os mistérios desses objectos colossais que moldam o Universo.

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Nota da Redacção:

1 – Segundo a Wikipédia, em Astrofísica, a “esparguetificação” é o alongamento vertical e a compressão horizontal de objectos em formas estreitas e alongadas num campo gravitacional muito forte, sendo causado por forças de “maré” extremas. 

Ilustração de uma estrela sendo “esparguetificada”. (Créditos de imagem: Divulgação/ ESO/M. Kornmesser – aventurasnahistoria.com.br)

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(*) Artigo no âmbito do programa “Cultura, Ciência e Tecnologia na Imprensa”, promovido pela Associação Portuguesa de Imprensa.

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03/10/2024

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António Piedade

Bioquímico e comunicador de Ciência. Publicou centenas de artigos e crónicas de divulgação científica na imprensa portuguesa e 20 artigos em revistas científicas internacionais. É autor de diversos livros de divulgação de Ciência, entre os quais se destacam “Íris Científica” (Mar da Palavra, 2005 – Plano Nacional de Leitura), ”Caminhos de Ciência”, com prefácio de Carlos Fiolhais (Imprensa da Universidade de Coimbra, 2011) e “Diálogos com Ciência” (Trinta Por Uma Linha, 2019 – Plano Nacional de Leitura), também prefaciado por Carlos Fiolhais. Organiza regularmente ciclos de palestras de divulgação científica, a exemplo do já muito popular “Ciência às Seis”, no Rómulo Centro Ciência Viva da Universidade de Coimbra. Profere regularmente palestras de divulgação científica em escolas e outras instituições.

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