O buraco negro

Domingos Soares

28 de março de 2017

Vovó: “— Olha Pedrinho, a abelhinha está cheirando a florzinha!”
Pedrinho (3 anos): “— Não Vovó, a abelha está colhendo néctar.”

Para Helena (4 anos).

1. Os cientistas também fazem arte

As ferramentas dos físicos e astrônomos são as teorias científicas e os aparelhos usados para fazer experiências e observar o universo. Para inventar o buraco negro eles usaram uma teoria de um físico muito estudioso, que nasceu na Alemanha, chamado Albert Einstein. A teoria que eles usaram chama-se Teoria da Relatividade. Einstein morreu em 1955 e ele nunca acreditou que os buracos negros existissem de verdade.

Não é extraordinário isto? Que alguns cientistas usaram a teoria de Einstein para inventar o buraco negro, mas que ele mesmo não acreditasse que o buraco negro fosse algo real! Por que isto aconteceu? Porque toda teoria científica possui limites de aplicação na natureza, quer dizer, a teoria explica algumas coisas que acontecem, mas não pode explicar outras coisas. Toda teoria é assim, possui limites de aplicação. A invenção do buraco negro foi feita muito próximo dos limites da Teoria da Relatividade.

Gente, mas até agora nós nem sabemos o que é um buraco negro e já estamos falando que ele não existe! O que é esta coisa que ainda não existe? Vamos ver isto a seguir.

2. A estrela envelhece

Toda estrela torna-se um buraco negro quando se aproxima o fim de sua vida? Não, ao envelhecer elas podem ficar de três jeitos diferentes, entre eles o buraco negro. O jeito que ela vai ficar depende se ela foi muito “gorda” quando jovem ou não.

As estrelas são enormes bolas de gás que brilham no céu por causa da enorme energia que elas produzem no seu interior. É como se existisse um reator nuclear no interior da estrela, que vou chamar de “caroço”. A energia produzida no caroço é chamada de energia nuclear e ela vai para a parte de fora da estrela e aparece para nós como o brilho que vemos em cada pontinho brilhante do céu. O nosso Sol também é assim, pois o Sol é também uma estrela, só que está “bem pertinho” de nós e por isto não é um pontinho, mas uma bola amarela.

Muito bem, a estrela é uma bola de gás, que produz energia nuclear em seu interior. Quando ela envelhece ela sofre muitas transformações, mais ou menos como acontece com as pessoas. As transformações acontecem de três jeitos diferentes, dependendo de como a estrela é no início. A estrela então receberá nomes diferentes, que são os seguintes.

1) Estrela anã branca: a estrela no início é mais ou menos gorda como o nosso Sol e, à medida que envelhece a energia nuclear produzida no caroço diminui e ela vai perdendo as partes de fora. No final só fica o caroço, que é bem denso e brilhante. A estrela, que era do tamanho do Sol, fica do tamanho da Terra e brilha com uma cor branca e azulada. Ela é chamada de “anã” porque fica pequena e “branca” porque o seu brilho é branco-azulado. Daqui a muito, muito tempo o Sol vai se tornar uma anã branca também. Uma coisa interessante aconteceria se você pudesse pisar na superfície da anã branca. O seu peso lá seria 300 mil vezes maior do que o seu peso na Terra!

2) Estrela de nêutron: a estrela no início é mais gorda que o nosso Sol e quando a energia nuclear diminui o gás que está na parte de fora desmorona para dentro e provoca uma grande explosão. A estrela é então chamada de supernova, pois ela aparece de repente superbrilhante no céu por causa da explosão. A explosão aconteceu porque a energia do reator nuclear no caroço não conseguir aguentar o peso das partes de fora da estrela. Novamente, só sobra o caroço, mas agora ele é menor e mais denso do que o caroço que criou a anã branca. Por causa do gás que desmoronou para dentro, o caroço ficou do tamanho do Monte Everest, que é a montanha mais alta da Terra e possui quase 10 quilômetros de altura. Só que o caroço tem a forma de uma bola e não de uma montanha. Ele é formado só de nêutrons e por isto a estrela passa a ser chamada de “estrela de nêutrons”. Vocês sabiam que os nêutrons são os habitantes dos caroços dos átomos? Os caroços dos átomos são chamados pelos cientistas de “núcleos atômicos”. Pois é, a estrela de nêutron é como se fosse um enorme núcleo atômico e consegue existir da mesma forma que os núcleos dos átomos existem. E se você conseguisse pisar na superfície da estrela de nêutron? Quanto marcaria a balança da farmácia? O seu peso seria 300 mil vezes 400 mil vezes maior que o seu peso na Terra! Que balança boa esta, hem?

3) Buraco negro: a estrela no início é muito mais gorda que o nosso Sol e quando a energia nuclear diminui, o gás que está na parte de fora desmorona para dentro e provoca uma grande explosão. A estrela é então chamada de supernova, exatamente como no caso da estrela de nêutron. Só que como a estrela era muito maior no início, o caroço não consegue resistir ao desmoronamento, não existem forças conhecidas que possam suportar o desmoronamento. A teoria de Einstein não se aplica mais e o que resta é algo totalmente desconhecido pela ciência atual. O que resta então é chamado “buraco negro”. Este é o nome do jeito desconhecido! A seguir veremos porque ele é chamado de “buraco” e porque ele é chamado de “negro”.

3. Buraco sem fundo

A Teoria da Relatividade de Albert Einstein nos ensina que o espaço curva-se próximo a um corpo qualquer. É como se o espaço fosse um lençol de borracha e os corpos se “afundassem” nele. Acima vemos a curvatura do espaço em torno do Sol, de uma estrela anã branca, de uma estrela de nêutrons e de um buraco negro. O buraco negro faz um buraco sem fundo no espaço!

Como o buraco no espaço do buraco negro não tem fundo, se você cair dentro de um buraco negro você nunca conseguirá sair. Você ficará lá para sempre!

E por que ele é escuro? Por que a luz também não consegue sair! A luz que entra não sai!

O buraco negro ainda é e continuará sendo um mistério. Pelo menos enquanto não possuirmos uma teoria física mais completa do que a de Albert Einstein. Quem se anima a ajudar nesta tarefa?