O Enigma dos Buracos Negros

Um disco de acreção de plasma quente
movendo-se em torno de um buraco negro.

(Foto: Nasa)

Ao serem descobertos,

os buracos negros

revelaram que são muito mais fantásticos

do que os autores de ficção científica

podiam supor.

Um buraco negro é uma região, no Universo, que tem uma força gravitacional tão grande que nem mesmo algo se mova à velocidade da luz (300 mil quilômetros por segundo) escapa de seu efeito. Durante muito tempo, os buracos negros eram apenas teorias e temas de livros, histórias em quadrinhos e filmes de ficção científica. No entanto, isto mudou desde quando foi anunciada em 1971, oficialmente, a primeira descoberta de um desses fenômenos: o Cygnus X, que recebeu este nome porque se encontrava "próximo" à constelação do Cisne (em latim, "Cygnus") e foi detectado pela sua emissão de raios x. Um buraco negro começa a se formar quando uma estrela super maciça perde seu combustível. Ou seja, quando essa estrela está chegando ao fim de sua existência. Quando isto acontece, o núcleo da estrela diminui, a força gravitacional da estrela se descontrola, torna-se super forte e começa a sugar tudo que existe em sua volta, até mesmo luz. Vem daí o nome "buraco negro": como nem mesmo a luz escapa, a região em que o fenômeno ocorre se torna um espaço escuro, como mostra a ilustração acima. Isto ocorre tão rapidamente que, ao mesmo tempo em que a força gravitacional "engole" a estrela, libera torrentes de energia tão potentes que formam um disco avermelhado ou azulado, chamado pelos astrônomos de "disco de acreção", como mostra a ilustração da Agência Nacional de Espaço e Aeronáutica dos Estados Unidos (Nasa). 

O disco de acreção é uma estrutura formada por materiais difusos. O buraco negro fica em seu centro. Esses materiais se movimentam em espiral, indo para dentro do buraco negro, atraídos pela força gravitacional. A energia gravitacional resultante desse processo se transforma em calor e emite uma radiação eletromagnética na superfície do disco. Essa radiação oscila entre os campos elétricos e magnéticos, vindo daí seu nome, mas ao mesmo tempo se desassociam das cargas elétricas das quais elas mesmas se originaram. Essas oscilações causam uma onda transversal, na qual a direção de sua vibração é misteriosamente perpendicular à propagação de sua própria onda. É aí que começa o enigma em relação a isto: as teorias são muitas, mas nada que comprove como isto acontece. No entanto, as observações feitas pelos astrônomos comprovam que isto acontece. Como se esse mistério já não fosse bastante para desafiar os cientistas, surge um outro: a partir disto, cada ponto ao longo da espiral realiza movimentos ao mesmo tempo verticais perpendiculares à própria espiral.
Como nem mesmo a luz escapa de sua fortíssima atração gravitacional, o buraco negro não pode ser visto. O que os astrônomos veem, e que confirma sua existência, são os efeitos que ele causa em seu redor. O que pode ser visto é apenas uma pequena parte de todo o espectro da radiação eletromagnética, que varia desde ondas de rádio a raios gama. O buraco negro pode ser localizado também por meio da observação de estrelas na região espacial em que ele se encontra. Sua presença também se confirma pela descoberta de grande quantidade de radiação emitida por matéria proveniente de uma estrela.
Para muitos cientistas, a existência dos buracos negros confirma a Teoria Geral da Relatividade, criada pelo astrônomo inglês Isaac Newton (1642-1727) e reavaliada e publicada em 1915 pelo físico alemão Albert Einstein (1879-1955). Os estudos revelados por Einstein sobre o espaço e o tempo generalizam o princípio da relatividade dos movimentos para sistemas que envolvem campos gravitacionais. Além de parecer confirmar o que Einstein já dizia - e durante décadas muitos cientistas duvidaram - o comportamento dos buracos negros obrigam os cientistas a reavaliar seus conhecimentos sobre as relações entre o espaço e o tempo, concluindo que a energia contida na matéria faz o próprio espaço se curvar, sem que seja possível explicar satisfatoriamente como essa curva ocorre. Eles apenas concluem que a gravitação é um efeito de fenômenos geométricos entre o espaço e o tempo.
Outro grande mistério sobre os buracos negros: alguns cientistas afirmam que eles emitem radiação térmica, mas a temperatura é inversamente proporcional à massa do próprio buraco negro. O mistério está no fato de que o buraco negro não emite luz, o que torna difícil ou mesmo impossível observar a radiação térmica proveniente deles. Porém, estudos relacionados à mecânica quântica confirmam que ela ocorre pelo menos em alguns deles. Especula-se a possibilidade de, no futuro, uma nave transportando viajantes da Terra possa ser levada para um universo paralelo se for tragada por um buraco negro. Isto ainda é uma teoria que, se confirmada, poderá levar a uma outra: a de que viajantes vindos desse universo paralelo penetrem no nosso da mesma forma. Mas o que é um universo paralelo? Bem... este será o tema da próxima postagem.

Fontes:

• Revista Nova Escola
• Astronomy Today online