Astronomia: o enigma do buraco negro

Salvador Nogueira

Não ouça os boatos: buracos negros seguem como Las Vegas. Tudo que acontece lá fica lá mesmo.

Concepção artística da ejeção detectada por satélites da Nasa das imediações de um buraco negro. (Crédito: Nasa)
Concepção artística da ejeção detectada por satélites da Nasa das imediações de um buraco negro. (Crédito: Nasa)

UMA ESTRANHA DETECÇÃO
As redes sociais ficaram em polvorosa com o anúncio de que a Nasa teria detectado algo misterioso saindo de um buraco negro. Ué, pode isso, Arnaldo? Por definição, um buraco negro não é um objeto tão denso que nem a luz, viajando à velocidade máxima permitida no Universo, pode escapar?

VIZINHANÇA TURBULENTA
É isso aí. Nada sai de um buraco negro. Mas o mesmo não se pode dizer de seus arredores. Antes que alguma coisa possa cair nele e sumir de vez, ela é acelerada pela força da gravidade. Esse material se distribui em torno da fronteira que separa os lados de fora e de dentro do buraco, limite conhecido como “horizonte dos eventos”.

ESTRUTURA CIRCUNDANTE
A maioria dos buracos negros têm um disco de matéria prestes a ser engolido em torno de sua cintura, e essas partículas, conforme são aceleradas, esquentam. Com isso, emitem radiação. Os teóricos também especulam que esses objetos bizarros sejam cercados por “coroas”, compostas por partículas de alta energia distribuídas de forma difusa em torno deles.

A OBSERVAÇÃO
Em setembro de 2014, um satélite da Nasa chamado Swift detectou um poderoso disparo de raios X em um objeto chamado Mrk 335, o buraco negro supergigante que mora no coração de uma galáxia a 324 milhões de anos-luz daqui.

CORRE-CORRE
Em seguida, os pesquisadores do Swift lançaram um alerta e pediram para observar com outro satélite, o NuSTAR. Com ele, puderam acompanhar em detalhes o desfecho do estranho fenômeno.

O QUE SE VIU
Os pesquisadores acreditam ter visto o efeito da súbita ejeção da coroa do buraco negro a 20% da velocidade da luz. Note que ela não saiu de dentro do buraco, mas ainda assim é intrigante: os pesquisadores ainda têm muito que estudar para compreender as estranhas coroas dos buracos negros.

A coluna “Astronomia” é publicada às segundas-feiras, na Folha Ilustrada.

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Comentários

  1. Segundo a metafísica da relatividade, se cair na água se molha, se cair no fogo se queima, se cair no buraco negro vai se negrejar na proporção quântica que desejar.

  2. Salvador o que ocorre com a matéria que cai no buraco negro? Eles têm vida útil ou são eternos? Como é o fim de um buraco negro?

    1. Não sabemos o que acontece com o que cai no buraco negro, porque ainda não temos uma teoria da gravidade quântica. A julgar pela relatividade geral, a melhor coisa que temos, ela é comprimida até atingir um ponto de densidade infinita e tamanho infinitesimal. E um buraco negro termina seus dias evaporando, depois de perder gradualmente sua energia por emissão de radiação Hawking, gerada no horizonte dos eventos.

  3. Salvador, e sobre o telescópio que foi construído no México para fotografar um buraco negro? E mais uma vez obrigada pela informação “mastigada” para nós, os leigos.
    Abraços
    Elis

    1. Elis, pelo que entendo, eles querem usar o radiotelescópio no México em conjunto com outros radiotelescópios espalhados pelo mundo para, por interferometria, enxergar o horizonte dos eventos do buraco negro no centro da Via Láctea. Ainda não chegaram lá, mas estão apostando que vão chegar na próxima década.
      Abraço!

  4. Salva blz?
    Seguinte, e aquela história do Hawking de evaporação dos buracos negros, que até o deGrasse falou que seria possível?

    1. Sim, buracos negros evaporam, mas nem aí é algo que sai de dentro do buraco negro. Ele que encolhe quando partículas virtuais surgem bem no horizonte de eventos, de forma que uma caia para dentro e outra para fora. Separadas, elas deixam de ser virtuais e passam a ser reais. E a que sai é a tal radiação Hawking. Só que ela é emitida no horizonte dos eventos, não dentro dele. É uma forma de transferir energia de dentro do buraco para fora, mas note que nada de fato sai de dentro do buraco de volta para o Universo.

  5. Obrigado pela explicação.
    Mesmo sendo um outro mistério, não derruba a máxima da “viagem sem volta” ao buraco negro.
    Apenas imagino que as imediações do buraco negro devem acontecer fenômenos aos quais nem imaginamos.

  6. Pessoal,
    O que vou dizer aqui, pode ser metaforicamente interpretado como sendo a pílula vermelha do filme Matrix, a analogia é perfeita.
    Então, se vocês continuarem a ler o que vou escrever daqui em diante, será por conta e risco de vocês! rsrs
    A nossa realidade pode ser tão ou mais estranha que um buraco negro, aliás, os buracos negros são uma das pistas deste quebra-cabeças.
    Stephen Hawking suspeita que a matéria ao “cair” num buraco negro é convertida em informação, como hologramas bidimensionais conhecidos como “supertraduções”.
    O princípio holográfico é uma conjetura especulativa sobre teorias da gravidade quântica, o qual afirma que toda a informação contida num volume de espaço pode ser representada por uma teoria que reside na fronteira daquela região.
    Alguns físicos teóricos especulam que as contradições entre a teoria da relatividade de Einstein e a mecânica quântica podem ser reconciliadas se cada objeto tridimensional que conhecemos e amamos for uma projeção de pequenos bytes de informação subatômica armazenados em uma grande planície bidimensional.
    Se esses caras malucos estiverem certos, saber que o universo começou com o Big Bang, saber que o universo todinho é um grande holograma, leva a conclusão que o buraco negro é, em linhas simples, apenas a destruição da holografia formada pela matéria aparente!
    Contudo, conforme Stephen Hawking suspeita, a informação é preservada numa realidade bidimensional.
    Em suma, é possível que toda a informação a respeito de tudo o que existe no Universo esteja codificada em pequenos pacotes de dados, tais como, os bits de um computador, em duas dimensões.
    A realidade não é o que pensamos conhecer. Quem diria ou poderia prever que o Mito da Caverna de Platão poderia ser aplicado a todo o universo conhecido sem distinção, isso se os físicos que defendem a teoria do universo holográfico estiverem certos.
    *O mito fala sobre prisioneiros (desde o nascimento) que vivem presos em correntes numa caverna e que passam todo tempo olhando para a parede do fundo que é iluminada pela luz gerada por uma fogueira. Nesta parede são projetadas sombras de estátuas representando pessoas, animais, plantas e objetos, mostrando cenas e situações do dia-a-dia. Os prisioneiros ficam dando nomes às imagens (sombras), analisando e julgando as situações
    Tal como como as sombras da caverna, nossa realidade é apenas uma projeção de outra realidade existente.
    É, como diria Sir. Isaac Newton: “O que sabemos é uma gota; o que ignoramos é um oceano.”
    Por favor, me perdoem se eu fundi a cabeça de vocês, mas se vocês decidiram ler até aqui, é porque escolheram a pílula vermelha.
    🙂

    1. A fisica teórica reune as pessoas mais criativas, por isso gosto tanto dela. Os caras pensam fora da caixinha. Suas reputações estão sempre em risco. Além disso, o fato é que a verdade ainda está por conhecer e não é estando preso nas convenções e na segurança das velhas crenças que a encontraremos.

      1. Concordo plenamente!

        Se usarmos velhas repostas para novos problemas que a física quântica nos apresenta não conseguiremos decifrar os segredos do universo, do big bang, dos buracos negros.

        Newton estava certo, mas a sua física não funcionava em velocidades próximas a da luz e em grandes distâncias.

        A física de Einstein, por sua vez, completou lacunas que a física de newtoniana.

        A teoria da relatividade geral e física quântica não são facilmente intercambiáveis. Ambas estão corretas, mas quando são confrontadas apresentam incongruências.

        Um movo modelo por mais fora da caixinha que possa aparentar ser, pode nos dar uma resposta. Se me lembro bem, Einstein era totalmente fora da caixinha para sua época. hehe

        Qual modelo irá preencher as lacunas existentes na física atual? rsrs

    2. Hipóteses aparentemente malucas são muito úteis como exercícios intelectuais e nunca devem ser desprezadas se houver alguma lógica interna nelas. Se a hipótese puder ser confrontada com a realidade ou for útil para que se expliquem outras teorias ou hipóteses, então ela deixa de ser “maluca” e torna-se parte do conhecimento. Mas mesmo que não seja possível fazer isto, o mero exercício de ficar imaginado coisas que estão fora da realidade, já serve para duas coisas: massagear o ego e possibilitar “insights” sobre o mesmo assunto, assuntos relacionados ou até alguns totalmente diversos. Não se preocupe, Victor. Faça seus exercícios e os exponha aqui pois imaginação é para ser usada. A inteligência nasce da necessidade.

    3. Gostaria de lembrar que a Ciência, com “C” maiúsculo, não se faz pensando abobrinhas. Einstein nunca foi “fora da caixinha”, muito pelo contrário, seus quatro famosos trabalhos de 1905 – a relatividade especial, o efeito fotoelétrico, o movimento browniano e a equivalência massa/energia – são caraterizados pelo rigor lógico e eram farto objeto de estudo na época.

      Longe de serem especulativos, são exemplos de grande lucidez acadêmica e mostram um domínio espetacular da Física da época. Tanto isso é verdade que os artigos foram aceitos rapidamente pela sisuda revista alemã “Annalen der Physik”. Físicos famosos como Lorentz, Poincaré, Planck e Hertz já haviam publicado trabalhos sobre esses temas na mesma revista.

      Infelizmente, a idéia do “cientista louco” que pensa “fora da caixinha” foi muito difundida pela mídia irresponsável, tendo como resultado as especulações absurdas que vemos hoje e inspiradas (vejam só) no cinema – a grande fábrica de mentiras da sociedade contemporânea.

      É necessário um “retorno à Academia”. Livrar a Universidade da ridícula influência midiática. É necessário pensar sobre o que diziam (e dizem) os grandes cientistas do passado e do presente.

      1. Eu vou ficar no meio do caminho. Acho que seguir estritamente a ortodoxia conduz à mediocridade. Ter ideias malucas por serem malucas também é ruim, porque leva a conceitos de difícil verificação e validação (vide as dimensões extra das teorias de supercordas). A ideia é caminhar na tênue divisória entre o criativo e o ortodoxo, pois assim você pode pescar ideias novas sem se desconectar da realidade. Acho que foi nessa linha que Einstein caminhou, simplesmente dando um passo além dos seus colegas. “E se as transformações de Lorentz não forem um artifício matemático, mas um fenômeno real? E se o quantum de Planck não for um artifício matemático, mas sim um fenômeno real?”

        1. Seguir a Academia é diferente de seguir a ortodoxia. Todos os citados eram acadêmicos. Einstein idem, pois lecionou na ETH de Zurique…

          1. Mais ou menos. A academia tende a se tornar bem ortodoxa, com cientistas que se apegam a ideias, investem décadas nelas e não conseguem se desapegar quando o paradigma que sustentou suas carreiras já não para mais em pé. E há um sistema perverso no peer-review, em que os especialistas do meio são chamados a revisar ideias novas, e vão sempre olhar torto para artigos que questionem as “verdades sagradas” sobre as quais estão assentadas suas carreiras. A ciência, em seu ideal, é a bela, ingênua e desapegada busca pela compreensão do mundo. No chão da fábrica, contudo, as coisas são muito mais complicadas, com o publish-or-perish, a diluição de trabalhos em muitos papers e a ligação por vezes pouco saudável entre novos pesquisadores e os sêniores de um dado campo de pesquisa.

          2. Sim. Tudo o que você colocou é verdadeiro. Contudo, é no meio acadêmico que estão as pessoas que podem mudar tudo. É nessas pessoas que se faz a grande aposta da Ciência. Ninguém na Academia vai ignorar uma idéia brilhante se ela for lógicamente irrefutável. Todos vão se render à realidade dos fatos.

          3. É isso aí. Não gosto de citar o Kuhn para não fazer parecer que estou mergulhando numa discussão sofisticada sobre filosofia da ciência. Porque a ideia é bem básica e compreensível sem grandes reflexões filosóficas. É o fato de nos apegarmos às nossas próprias criações.

          4. A tendência é que os mais velhos olhem com desdem as novas teorias científicas, o que pode ser visto como um boicote aos mais novos.

            As teorias antigas, já bem estabelecidas, são vista de forma dogmática o que é ruim para a ciência como um todo, pois abam cerceando nos ideias.

            Einstein é um exemplo perfeito, foi um “rebelde teórico”, derrubou os pilares da física newtoniana. Contudo, já na velhice, se recusou a aceitar a mecânica quântica. É famosa a frase dita por ele a esse respeito “Deus não joga dados”

            Agora sim, quando eu disse que Einstein pesava “fora da caixinha” não era no sentido de que ele era maluco, mas que ele apresentou soluções um tanto quanto inusitadas para os problemas da física newtoniana.

            As teorias de Einstein (relatividade restrita e geral) foram criadas a partir do pressuposto de que a velocidade da luz era constante.

            É interessante ver que o empirismo foi legado a segundo plano e o racionalismo de sua mente brilhante conduziu a novas soluções.

            Suas ideias radicais para um época. Certamente Einstein não era aceito por todos. Só com expedição de 1919, em Sobral no Ceará, é que suas teorias finalmente foram aceitas. A luz das estrelas “entortam” no céu!

            Deixo aqui uma última frase de Einstein que se encaixa perfeitamente ao tema da discussão:

            “Para punir-me pelo meu desrespeito à autoridade, o destino tornou a mim mesmo uma autoridade.”

          5. Sabendo quem é Kuhn e quem é Karl Popper, você sabe tudo o que precisa sobre filosofia da ciência. O resto é conversinha. rs

        2. Me surpreende a sua visão pessimista da Academia. Espero que ela não tenha sido fruto de uma decepção no passado.

          1. Não tenho uma visão pessimista da academia. Acho que é o melhor que temos. Mas sei que está longe de ser um sistema perfeito. E certamente minha opinião não é fruto de uma decepção pessoal — até porque jamais persegui carreira acadêmica. Tem mais a ver com conversar muito com quem está na vida acadêmica e conhece os meandros, entrevistar cientistas que sabem como as coisas funcionam e quais são os problemas, e realizar pesquisas para meu último livro, “Ciência Proibida”.

            Acho importante fazer a distinção entre o ideal da ciência e a prática da ciência. O primeiro é o único método para chegarmos à inteligibilidade do mundo. A segunda é a aplicação desse método pelos falíveis seres humanos.

    4. Não me assusto ao ler textos bacanas como esse, Nolan em Interestelar reproduziu algo bem parecido com isso em sua representação do Akasha, o grande computador universal segundo a teosofia.

  7. Boa tarde Salvador. Fiquei numa dúvida, quanto nada sai do buraco negro….os quasares não são energias colossais emitidas pelos buracos negros, vindo de matérias absorvidas?

    1. Sim, mas, assim como o caso atual, a energia sai da matéria que está em volta do quasar, não de dentro do buraco negro.

  8. Pelo bem da ciência (ou pelo mal) poderíamos mandar um peteba pro buraco negro mais próximo. Aposto que ele cuspiria de volta!

    1. Uma reportagem tão legal e didática e você consegue meter política no meio… está no fórum equivocado, amigo.

  9. Boa tarde Salvador! Pode haver alguma relação entre a teoria de recuperação de informações no horizonte de eventos, do Hawking, com este evento?

    1. Não, nesse caso estamos falando de coisas que nunca estiveram dentro do buraco. O paradoxo da informação diz respeito à matéria que já caiu no buraco.

  10. Salvador, uma dúvida de um ignorante no assunto (porém, curioso): Se absolutamente nada escapa de um buraco negro, a força gravitacional dentro dele deve ser altíssima… porém, até onde eu entendo de física (relembrando, sou um mero leigo no assunto) toda força possui uma força igual e contrária… sendo isso verdade, como um buraco negro não “explodiu” baseado em tamanha força gravitacional interna?

    1. Então, a toda ação corresponde uma reação de igual intensidade e no sentido contrário. Mas um objeto em queda equivale a um objeto em gravidade zero. Só sentimos a força da gravidade justamente quando há algo, no caso mais comum o chão, que nos impede de seguir a tendência de cair. Ao cair, não sentimos nada — por isso os astronautas ficam flutuando. Na real, estão, eles e a espaçonave, em queda livre constante.

    2. A lei de ação e reação se aplica a objetos encontrando-se e exercendo força um sobre o outro por causa da repulsão eletromagnética entre os átomos deles (a força seria menor se as superfícies reagissem quimicamente) e não se aplica a forças de campo gravitacional de longa distância, como na teoria newtoniana ou por deformação do espaço-tempo como na teoria einsteiniana.

  11. ” Note que ela não saiu de dentro do buraco”(sic)… saiu de dentro é ruim, hein?

    1. Em geral, seria um pleonasmo. Mas no caso de um buraco negro, vale enfatizar, porque a radiação Hawking pode sair da superfície do buraco. Só mesmo de dentro que nada pode sair. Da superfície, ainda OK. 😛

  12. E sobre a evaporação dos buracos negros e a radiação Hawking? Seria ela o único elemento a ser “expelido” pelos buracos negros?

    Ou ela ainda é apenas uma teoria?

    Abraços!

    1. É teórico, mas provavelmente existe. Mas a radiação Hawking sai do horizonte dos eventos, não de dentro. 😉

  13. Salvador,
    Depois de ler a alguns anos atrás Uma Breve História do Tempo e Universo numa Casca de Nos, vejo o Hawking a pouco tempo atrás declarar qu buraco negros não existem, ao menos na forma que conheciamos, indo assim na contra mão de seus livros. O que ele quis dizer com isso? O que o levou a pensar dessa forma agora?

    1. Oswaldo, o que ele quis dizer é que talvez exista algo na física que gere uma barreira bem no horizonte dos eventos, de forma que nada colapse no interior do buraco, ou seja, teríamos um muro branco, em vez de um buraco negro. 😛

  14. Caramba,um buraco negro a 324 milhões de anos-luz ! Como descobrir alguma coisa de algo tão absurdamente distante ? Parece impossível.

    1. A luz (ou mais precisamente, as emissões eletromagnéticas) levou 324 milhões de anos para chegar aqui e por acaso nós temos um instrumento que detectou a luz e outro para analisar os diferentes comprimentos de onda da luz (ou das outras emissões diferentes: rádio frequências, infravermelho, ultravioleta, raio-X, raio gama) para saber do que é feito aquele objeto observado. O objeto até não pode existir mais, mas as emissões dele ainda podem ser detectadas até que passe 324 milhões de anos depois do fim do objeto. Se afastarmos ainda mais dele, podemos detectar as emissões por mais tempo.

    2. Galileu Galilei nos orientou a “medir todas as coisas e, aquelas que não puder medir, encontrar uma forma de medí-las.”

      A distância realmente atrapalha, mas podemos usar processos de medição usando as propriedades da luz proveniente do objeto de interesse. Por meio dela, podemos obter dados e interpretá-los.

  15. Bom dia Salvador , tudo bem?!
    Por favor existe alguma teoria ja relacionando ou explicando melhor o funcionamento de um buraco negro com o boson de Higgs, ja que o buraco negro tem uma massa tão forte que move/absorve o espaço em volta de si e o campo de Higgs é o que dá massa aos diferentes atomos. Obrigado.

    1. Não, Rodrigo. Entender o interior de um buraco negro exigirá uma teoria quântica da gravidade, que ainda não temos.

  16. Bem, essas “coroas” podem então mudar a concepção artística que até então temos desses enigmáticos objetos…

  17. É inimaginável a ideia dos eventos ali na borda do BN. Para nós humanos isso é tormentoso por conta da fragilidade de nossos corpos. Mas creio mesmo ser este objeto, um ralo de passagem para outro universo. Sublinhando que a estanqueidade deste que vivemos seja apenas relativo à presença de quem o observa.

      1. Não, estão bem mais perto. As Voyagers precisarão de milhares de anos para atravessar um ano-luz.

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