Os buracos negros são assustadores e alguns dos objetos mais intrigantes e misteriosos do Universo. Mas o que é um buraco negro? Buracos negros são essencialmente objetos no espaço que são tão extremamente massivos e densos que nada pode escapar de sua atração gravitacional, incluindo a luz Preto buracos). Isso leva a alguns cenários interessantes sobre a física na área imediata em torno de um buraco negro.
A teoria da relatividade geral postula que qualquer coisa com massa curva o tecido do espaço-tempo, e essa curvatura é o que conhecemos como gravidade. O exemplo mais popular (e altamente descritivo) para ilustrar como isso funciona é o de uma folha de borracha. Imaginando que você tem uma grande folha de borracha elástica esticada razoavelmente. Esta planilha é uma representação bidimensional do tecido do espaço (que possui três dimensões, mas para simplificar e facilitar a ilustração, usaremos duas). Se você colocar um pequeno mármore na folha, ele fará um pequeno recuo na borracha. Imagine que o mármore é um planeta e, se você tiver um desses mármores listrados de vidro, pode até parecer Júpiter. Ao rolar uma pedrinha (que cria um recuo muito pequeno) pelo mármore, você pode notar que a pedrinha se vira em direção à reentrância do mármore. Essencialmente, o mármore está puxando a pedrinha em sua direção por causa de sua gravidade.
Agora, se você colocar uma bola de boliche no lençol, que é muito mais massiva, ela cria um recuo muito maior que provavelmente prenderia a pedrinha enquanto ela passava. A bola de boliche representaria muito bem algo como uma estrela neste exemplo. Um buraco negro é toda a massa de uma estrela, mas em um espaço muito pequeno, o suficiente para recuar a folha de borracha o suficiente para que nada você role pela reentrância do buraco negro a uma certa distância - não importa a rapidez com que você o faça - pode escapar. A área ao redor de um buraco negro do qual nada pode escapar é chamada de horizonte de eventos, e o tamanho dessa área depende do tamanho do próprio buraco negro.
Um buraco negro estelar se forma quando uma estrela que tem um núcleo acima de cerca de 3 massas solares se aproxima do fim de sua vida útil, e os processos de fusão dentro da estrela não estão mais se esforçando o suficiente contra a atração interna da gravidade, fazendo com que a estrela implodir . Uma vez que a matéria dentro da estrela é comprimida abaixo de um determinado raio - chamado de Schwarzschild Radius, em homenagem ao matemático que a formulou - um buraco negro é formado.
Buracos negros supermassivos são aqueles que se formam no centro das galáxias e podem chegar a bilhões de massas solares. Por exemplo, o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea tem uma massa de cerca de 40.000 sóis, e a matéria que o cerca - chamada de 'disco de acreção' - é de impressionantes 4 bilhões de sóis. Como se formam os buracos negros supermassivos? Aqui está um excelente e detalhado artigo sobre buracos negros supermassivos que aborda algumas das teorias concorrentes sobre sua formação.
Buracos negros vêm em tamanhos diferentes, dependendo da sua massa. Por exemplo, se o Sol se tornar um buraco negro (no entanto, porque o núcleo é muito pequeno), o raio do buraco negro seria de cerca de 3 km (1,86 milhas). Se, através de um conjunto estranho de circunstâncias, a Terra fosse compactada em um espaço menor que seu raio Scwarzschild, o buraco negro seria aproximadamente do tamanho de um amendoim.
No centro de um buraco negro, encontra-se o que é chamado de singularidade, onde a massa do buraco negro é comprimida para um volume zero, e a capacidade da relatividade geral de descrever o que está acontecendo aqui se decompõe.
Como sabemos que os buracos negros existem, se eles não emitem luz? A evidência de buracos negros estelares vem da observação de suas interações em sistemas binários, e buracos negros supermassivos podem ser observados usando telescópios de raios X, bem como através da gravidade que exercem nas estrelas de uma galáxia.
Para saber mais sobre os buracos negros, existem muitos recursos na web. Para iniciantes, o Hubblesite possui uma excelente enciclopédia, assim como o Stardate.org. Você também pode conferir o restante da seção sobre buracos negros no Guide to Space, ou ouvir vários episódios do elenco de astronomia sobre o assunto, como os episódios 18, ou as perguntas exibidas em Black, Black Holes.
Fontes: NASA: Blackholes, NASA: Stars, Hyperphysics
