O que há dentro de um buraco negro?

Esses objetos misteriosos representam tudo o que é desconhecido – mas pela primeira vez, os cientistas estão dando uma olhada na primeira imagem de um buraco negro. Aqui está o que eles encontraram.
first image of a Black Hole, Space

Você conhece todas aquelas fotos de buracos negros que você viu online ou em seu livro de astronomia do ensino médio? São todas ilustrações. Sim, eles são apenas representações falsas do que os cientistas pensavam que eram com base em seus cálculos. Os buracos negros eram um daqueles mistérios científicos que ninguém descobriu. É por isso que o recente lançamento da primeira imagem real de um buraco negro, localizado na galáxia M87, é tão importante: é a primeira evidência direta e observacional de que existem buracos negros. “É simplesmente inspirador ter uma imagem real desse objeto incrível que antes tínhamos ‘visto’ apenas em diagramas, simulações e equações”, diz o astrofísico Benjamin Monreal, PhD, Agnar Pytte Professor Associado de Física na Case Western Reserve University.

Mas isso nos leva à próxima pergunta: o que há dentro de um buraco negro?

O que é um buraco negro?
Embora todos conheçam o termo, a maioria de nós (que não é astrofísico) pode não saber exatamente o que é um buraco negro. “Um buraco negro é um objeto tão massivo que sua extrema gravidade faz com que tudo, até a luz, caia para dentro”, diz Monreal. Ainda confuso? Pense em uma bola de boliche em um trampolim: ela faz uma grande depressão no meio, então se você jogar algumas bolinhas de gude sobre ela, elas cairão. Os buracos negros distorcem o espaço e o tempo ao seu redor (juntos chamados de espaço-tempo) da mesma maneira. “De um buraco negro, nem a velocidade da luz é suficiente para escapar”, diz Monreal. “O espaço é tão deformado que a única direção é para baixo.” É por isso que eles são “negros”, ou melhor, invisíveis: nenhuma luz pode escapar para que possamos vê-los.

Como é feito um buraco negro?
OK, mas exatamente o que é um buraco negro? “Os buracos negros começam quando a matéria comum é espremida em um volume pequeno o suficiente”, diz Monreal. Por exemplo, quando estrelas enormes ficam sem combustível, elas colapsam sobre si mesmas através da gravidade, criando um buraco negro. “O buraco negro M87 do qual temos esta nova imagem provavelmente se formou a partir de enormes nuvens de gás hidrogênio que entraram em colapso”, diz Monreal.

O que há dentro de um buraco negro?
Embora os próprios buracos negros não possam ser vistos, os cientistas sabiam que eles estavam lá por causa da maneira como outros objetos, como estrelas, agem ao seu redor; esses objetos na zona segura não são puxados, mas ainda são afetados por sua força. Por outro lado, a matéria que passa do ponto sem retorno, chamado de horizonte de eventos, não pode escapar do buraco negro – imagine como cair de uma cachoeira em um abismo.

Mas os cientistas ainda estão tentando descobrir o que acontece depois que o assunto entra; basicamente, o que está dentro de um buraco negro. “Uma vez que o hidrogênio [da estrela colapsada] entrou, a teoria da gravidade nos diz que foi espremido em uma ‘singularidade’ no centro, e ninguém sabe como é realmente lá – embora certamente não seja mais hidrogênio ”, diz Monreal . Portanto, o interior de um buraco negro provavelmente não se parece com o que você pensaria nos filmes. “Entre o horizonte de eventos e a singularidade não há nada além de espaço vazio, submetido a campos gravitacionais tremendamente fortes”, diz Monreal.

O que acontece com o material que entra no buraco negro ainda está em debate. A frase “buracos negros não têm cabelo” descreve a teoria de que a informação lançada em buracos negros basicamente desaparece para observadores externos e não pode ser medida. O famoso físico Stephen Hawking jogou uma chave para isso, sugerindo que alguma massa poderia realmente “vazar” de volta ou ser liberada pelo buraco negro enquanto ele morre lentamente – o que pode realmente contradizer a teoria da gravidade prevalecente. Hawking estava trabalhando nessa ideia até sua morte em março passado, com seu artigo final sobre o tema publicado por seus colegas em dezembro de 2018.
O que a nova foto pode nos dizer sobre o que está dentro de um buraco negro?
A nova imagem M87, que não é exatamente uma fotografia, mas sim uma compilação de dados de oito observatórios ao redor do mundo chamados coletivamente de Event Horizon Telescope, fornece a primeira evidência para apoiar – ou contradizer – as teorias dos buracos negros. “Os astrônomos que estudam galáxias estão famintos por conhecer as massas e as taxas de rotação dos buracos negros, e criaram métodos indiretos para inferir esses números – esses métodos agora têm uma verificação de realidade muito precisa”, diz Monreal. “Os físicos que querem testes cada vez melhores da teoria da gravidade de Einstein – ou que estão procurando evidências para um colapso dessa teoria – vão querer ver quais teorias foram capazes de explicar os detalhes dessa imagem.” Na imagem, os anéis brilhantes são o disco de acreção, uma massa orbital de gases logo antes do horizonte de eventos. O espaço preto no meio é a “sombra” do buraco negro; lembre-se, porque não há luz, não podemos ver dentro do próprio buraco. Mesmo assim, examinar as medidas e as especificidades da imagem dará aos astrofísicos mais informações do que nunca para nos ajudar a entender como eles funcionam – tornando os buracos negros não mais um dos mistérios mais desconcertantes do universo.

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