Buraco Negro

            Buraco Negro

As estrelas não duram para sempre. Embora não sejam seres vivos, cada uma tem um ciclo que vai do seu nascimento, envolta numa nuvem de gás como um recém-nascido ainda molhado pela placenta da mãe; passa pela maturidade, que na Astronomia recebe o nome de “seqüência principal”, e por fim chega à morte, a extinção de seu brilho.

    Cada estrela tem um ciclo parecido, mas a duração e o modo como morrem pode variar bastante (assim como os seres vivos!). Diz-se que uma entre cada cem estrelas que chegam ao seu último momento de existência faz de seu “canto de cisne” um evento formidável. 

    Elas explodem violentamente difundindo de uma só vez energia equivalente a um bilhão de sóis e se fazem notar entre as estrelas de toda a galáxia. São as supernovas.

Espaçonave hipotética se aproxima de um buraco negro. ©NASA/HEASARC.

    

     Após a explosão das supernovas de grande massa, pensa-se que o núcleo da estrela original seria capaz de se contrair, sob ação da força de gravidade, até se transformar num buraco negro. 

    

      No interior de um buraco negro a concentração de matéria é tão grande que nada pode escapar. Nem mesmo a luz (daí porque é chamado “negro”) que é um tipo de radiação, formada por partículas chamadas fótons.

    

      Os buracos negros são uma das mais importantes descobertas científicas de todo o século XX. Em seu interior as leis que regem o Universo parecem desmoronar-se, junto com nossos conceitos sobre tempo e espaço. O inexplicável, o desconhecido reside nas entranhas desse monstro, capaz de alimentar-se de outras estrelas e, para alguns, acabar por engolir todo o Universo.

Buraco negro distorce o espaço ao redor, agindo como uma lente gravitacional. Concepção artística.
                 Detecção

Não tem como enchergalo. Resta-nos então observá-lo indiretamente, através de sua ação sobre sua vizinhança. "Vemos" um buraco negro observando "coisas" que o rodeiam sob a ação do seu campo gravitacional ou então que "caem" em sua direção, também sob a ação desse mesmo campo gravitacional.

A velocidade com que a matéria, a uma determinada distância de um corpo, o orbita, é proporcional à gravidade desse corpo. Mesmo sem vermos o corpo central podemos saber qual a sua massa se virmos e medirmos a velocidade de nuvens de gás e poeira que o orbitam, por exemplo.

Uma outra situação: se sob a ação da gravidade do corpo central, matéria "cai" em direção a ele, esse material enquanto vai "caindo" vai se comprimindo; por se comprimir vai se esquentando, e quanto mais quente fica, mais irradia... Também nesse caso, se medimos essa radiação, obtemos informações sobre o corpo central.

         Velocidade de Escape

Se atirarmos uma pedra para cima ela "sobe" e depois "desce", certo?Errado!Se atirarmos um corpo qualquer para cima com uma velocidade "muito" grande, esse corpo "sobe" e se livra do campo gravitacional da Terra, não mais "retornando" ao nosso planeta.

A velocidade mínima para isso acontecer é chamada de velocidade de escape. A velocidade de escape na superfície da Terra é 40.320 Km/h. Na superfície da Lua, onde a gravidade é mais fraca, é 8.568 Km/h, e na superfície gasosa do gigantesco Júpiter é 214.200 Km/h.

A velocidade da luz é aproximadamente 1.080.000.000 Km/h. Um buraco negro é um corpo que produz um campo gravitacional forte o suficiente para ter velocidade de escape superior à velocidade da luz.

A massa do Sol (0,2 X 10³¹Kg) é 333 mil vezes a massa da Terra e seu diâmetro (1,4 milhões de quilômetros) é mais de 100 vezes o diâmetro da Terra. Ele se transformaria em um buraco negro caso se contraísse a um diâmetro menor que 6 Km. 

Calculo de Karl Schwarzschild

 .  Acreditavam que tal fenômeno pudesse acontecer no universo real. Porém, provou-se que esse fenômeno de fato acontece.
Considerando um campo gravitacional esférico no vácuo, a solução para a Equação de Einstein tem  e base na teoria da relatividade, a seguinte forma:
- (1.1)
G é a constante de Gravitação Universal.
Uma propriedade importante desta solução é que ela é independente do tempo t. A solução é determinada simplesmente pelo parâmetro M, que é a massa total da fonte que produz o campo. A interpretação deste parâmetro surge imediatamente da forma assintótica da métrica. Longe do centro de gravidade, o espaço-tempo aproxima-se do espaço-tempo plano de Minkowski com a métrica:
ds² = − c²dt² + dl² = − c²dt² + dr² + r²(dθ² + sen²dω²) - (1.2)
E o campo gravitacional pode ser descrito usando a aproximação do campo fraco. Comprando esta aproximação e a métrica (1.1) temos que M é a massa do sistema que está gravitando