dezembro 8, 2021

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Buracos negros: nada pode escapar dessas regiões do espaço

Buracos negros – regiões do espaço onde a gravidade é tão forte que nada pode escapar – é um assunto quente nas notícias nos dias de hoje. Metade Prêmio Nobel de Física de 2020 Ele recebeu o Prêmio Roger Penrose por seu trabalho matemático mostrando que os buracos negros são uma consequência inevitável da teoria da gravidade de Einstein. Andrea Ghez e Reinhard Genzel compartilharam sua outra metade para mostrar isso Há um buraco negro supermassivo no centro de nossa galáxia.

Os buracos negros são assustadores por três motivos. Se você cair em um buraco negro deixado quando uma estrela morre, ele se despedaçará. E os enormes buracos negros vistos no centro de todas as galáxias têm um apetite insaciável. Os buracos negros são lugares onde as leis da física são obscurecidas.

Espera-se que os buracos negros se formem quando uma estrela massiva morre. Depois que o combustível nuclear da estrela se esgota, seu núcleo entra em colapso no estado de matéria mais denso que se possa imaginar, cem vezes mais denso que o núcleo de um átomo. Isso é tão denso que prótons, nêutrons e elétrons não são mais partículas separadas. Como os buracos negros são escuros, eles são encontrados quando estão gire em torno de uma estrela comum. As propriedades de uma estrela normal permitem aos astrônomos deduzir as propriedades de seu companheiro escuro, o buraco negro.
Foi o primeiro buraco negro confirmado Cygnus X-1, a fonte de raios-X mais brilhante da constelação de Cygnus. Desde então, cerca de 50 buracos negros foram descobertos em sistemas onde uma estrela comum orbita um buraco negro. Eles são os exemplos mais próximos de Espera-se que 10 milhões sejam espalhados na Via Láctea.
Os buracos negros são cemitérios de matéria. Nada pode escapar dela, nem mesmo a luz. O destino de qualquer pessoa que caia em um buraco negro seria uma “espagitação” dolorosa, uma ideia promovida por Stephen Hawking em seu livroSobre data e hora. “No espaguete, a intensa gravidade do buraco negro se desintegrará, separando seus ossos, músculos, tendões e até partículas. Como o poeta Dante descreveu as palavras acima dos portões do inferno em seu poema ‘Divina Comédia’: Por favor, a todos que entram aqui.”

Um monstro faminto em todas as galáxias

Nos últimos 30 anos, observações usando o Telescópio Espacial Hubble mostraram que Todas as galáxias têm buracos negros em seus centros. Galáxias maiores contêm buracos negros maiores.

A natureza sabe como criar buracos negros em uma gama surpreendente de massas, de corpos estelares algumas vezes a massa do Sol a monstros dezenas de bilhões de vezes maiores. É como a diferença entre a maçã e a Grande Pirâmide de Gizé.

No ano passado, os astrônomos publicaram um arquivo A primeira imagem de um buraco negro E o horizonte de eventos, um monstro de massa solar de 7 bilhões no centro da galáxia elíptica M87.

É mais de mil vezes maior que o buraco negro em nossa galáxia, e seus descobridores receberam o Prêmio Nobel deste ano. Esses buracos negros são escuros na maior parte do tempo, mas quando sua gravidade atrai estrelas e gás próximos, eles entram em erupção em intensa atividade e liberam uma grande quantidade de radiação. Os buracos negros supermassivos são perigosos em dois aspectos. Se você chegar muito perto, a gravidade pura o sugará. E se estiver na fase de quasar ativo, será exposto à radiação de alta energia.

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Quão brilhante é o quasar? Imagine que você está pairando sobre uma grande cidade como Los Angeles à noite. Quase 100 milhões de luzes de carros, casas e ruas de cidades correspondem às estrelas da galáxia. Nessa analogia, um buraco negro em seu estado ativo é como uma fonte de luz de uma polegada no centro de Los Angeles que ofusca a cidade por um fator de centenas ou milhares. Quasares são as coisas mais brilhantes do universo.

Buracos negros supermassivos são estranhos

o O maior buraco negro já descoberto Ele pesa 40 bilhões de vezes a massa do Sol, ou 20 vezes o tamanho do Sistema Solar. Enquanto os planetas externos na órbita do nosso sistema solar giram uma vez a cada 250 anos, este objeto de maior massa gira uma vez a cada três meses. Sua ponta externa se move à metade da velocidade da luz. Como todos os buracos negros, buracos enormes são protegidos da vista por Horizonte de eventos. em suas posições Uma singularidade é um ponto no espaço em que a densidade é infinita. Não podemos entender o interior de um buraco negro porque as leis da física foram violadas. O tempo congela no horizonte de eventos e a gravidade se torna infinita na singularidade.

A boa notícia sobre buracos negros massivos é que você pode sobreviver caindo em um único buraco. Embora sua gravidade seja maior, a força de expansão é mais fraca do que a de um pequeno buraco negro e não o matará. A má notícia é que o horizonte de eventos marca a beira de um precipício. Nada pode escapar de dentro do horizonte de eventos, então você não pode escapar ou relatar sua experiência.

De acordo com Stephen Hawking, os buracos negros existem evapora lentamente. No futuro distante do universo, muito depois que todas as estrelas morreram e as galáxias foram mantidas fora de vista pela expansão cósmica acelerada, os buracos negros serão os últimos objetos sobreviventes.
Levará os buracos negros mais densos Um número inimaginável de anos para evaporar, estimado como 10 elevado à centésima potência, ou 10 com 100 zeros depois. As coisas mais assustadoras do universo são quase eternas.

Chris Embi Ele é um Distinguished Professor of Astronomy da University of Arizona.

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