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set 20

Raio de Schwarzschild de um Buraco Negro: o que significa isso?

Buraco NegroUm Buraco Negro é uma singularidade gravitacional, um objeto onde a gravidade é tão poderosa que nada, nem mesmo a luz (e a radiação) consegue escapar dele. Assim estes objetos são chamados de buracos negros porque eles próprios não emitem radiação. Se você tomar qualquer objeto e comprimi-lo ao máximo chegará a um ponto em que o objeto irá tornar-se um buraco negro. Se pudéssemos porventura comprimir o Sol até que ele fique como um raio de 2,5 km, o ‘Sol super comprimido’ iria tornar-se um buraco negro. Da mesma forma a Terra comprimida até ter um raio de 0,9 cm se transformaria em um buraco negro. Uma montanha de grande porte ultra comprimida formaria um buraco negro nanico de 1 nanômetro * . Por outro lado o raio de Schwarzschild do buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia é de aproximadamente 7,8 milhões de quilômetros (para saber mais leia aqui: Buraco Negro no centro da Via – Láctea teve sua presença comprovada). A essa dimensão do objeto comprimido nós denominamos raio de Schwarzschild.

* Não espere encontrar mini-buracos-negros (MBNs) por aí, um buraco negro de 10¹² kg tem tamanho menor que um próton e temperatura superior a 10¹¹ K. Segundo Stephen Hawking os buracos negros evaporam e quanto menor o buraco negro, maior sua temperatura e mais rápido é sua evaporação. MBNs com massa de 10¹² kg desaparecem em menos de 10¹³ anos. Assim qualquer MBN < 10¹² kg criado durante os primórdios do Universo já terá evaporado e desaparecido. O tempo total para um Buraco Negro evaporar-se é proporcional ao cubo de sua massa inicial. Enquanto um Buraco Negro de massa equivalente a do Sol pode levar mais de 1067 anos para se evaporar, ou seja, tem seu tempo de vida imensamente maior que a idade do Universo, de fato, um MBN com 230.000 kg se evapora em apenas 1 segundo

Qual a fórmula?

Este termo foi utilizado em homenagem ao matemático Karl Schwarzschild que foi o primeiro a propor a fórmula, em 1916, para tratar um buraco negro estático:

 

RS = 2GM/c²

M = massa do buraco negro

G = constante de gravitação universal

c = velocidade da luz

Dessa forma você pode usar esta fórmula para deduzir o raio de Schwarzschild (RS) de qualquer objeto cuja massa é conhecida.

Se preferir use a calculadora para estimar a massa, raio, área de superfície, gravidade, força das marés, temperatura, luminosidade, entropia e tempo de vida: http://xaonon.dyndns.org/hawking/

O buraco negro de Schwarzschild

Diagrama ilustra a métrica de Schwarzchild onde a singularidade é representada apenas pela sua massa. O objeto não possui momento angular ou carga elétrica.

Diagrama ilustra a métrica de Schwarzchild onde a singularidade central é representada apenas pela sua massa. O objeto massivo não possui momento angular ou carga elétrica.

Assim, um buraco negro de Schwarzschild ou buraco negro estático é nada mais que um buraco negro sem carga elétrica ou momento angular. Um buraco negro de Schwarzschild é tratado através da métrica de Schwarzschild e, paradoxalmente, consiste no objeto ‘mais simples de toda a física’, aquele não pode ser diferenciado de nenhum outro a não ser pela sua massa. Assim, dois buracos negros de Schwarzschild são indistinguíveis se possuírem a mesma massa.

Conseqüentemente, um objeto com tamanho menor que o seu raio de Schwarzschild é uma singularidade gravitacionalum buraco negro de Schwarzschild. A superfície hipotética de um buraco negro de Schwarzschild age como um horizonte de eventos, um ponto a partir do qual nada, nem luz, nem radiação pode escapar da atração gravitacional.

O que realmente acontece com a massa comprimida dentro do raio de Schwarzschild é, contudo, um  mistério não resolvido da física. Alguns cientistas teóricos julgam que um estado extremamente denso de matéria degenerada possivelmente impediria em algum ponto a compressão da matéria, enquanto outros cientistas estimam que a matéria continue a ser comprimida sem restrição, infinitamente, formando uma singularidade. Não é conhecido, na prática, o que você encontrará se por acaso ultrapassar o horizonte de eventos, ou seja, como seria cair em um buraco negro. O que se sabe é que uma vez ultrapassado o limite, não há mais escapatória.

Para saber mais…

No vídeo abaixo temos a excelente palestra sobre Buracos Negros supermassivos de Andrea Ghez na TED:

Descubra então como seria cair num buraco negro? Veja também como buracos negros errantes vagam pela Via – Láctea.

Saiba o que acontece com a matéria atraída por um buraco negro e conheça Cygnus X-1, o primeiro buraco negro comprovado encontrado.

Em a fúria do buraco negro revela sua galáxia tão distante você vai conhecer o buraco negro mais distante conhecido, o quasar QSO CFHQSJ2329-0301.

Em Os buracos negros galácticos supermassivos são muito maiores do que pensávamos? você conhecerá os buracos negros supermassivos que habitam o centro das galáxias e em os astrônomos da ESA acharam o elo-perdido dos buracos negros: HLX-1 na galáxia ESO 243-49 você irá conhecer o único buraco negro de tamanho médio que já foi detectado até agora.

Sobre a matemática dos buracos negros de Schwarzschild verifique a fórmula no site Wolfram Research, ou no Swinburne Astronomy Online. A revista Universe Today gravou uma palestra no site Astronomy Cast tratando somente de buracos negros, confira aqui em: Episódio 18 – Buracos Negros Grandes e Pequenos.

Você pode ler mais sobre buracos negros na Universe Today nos artigos: como maximizar o seu tempo de queda dentro de um buraco negro e a procura pelos buracos negros de tamanho médio.

E para encerrar conheça o quasar OJ287, o buraco negro mais massivo do Universo conhecido com 18 bilhões de massas solares.

Fontes e referências:

Scientific American: Quantum Black Holes

A fúria do buraco negro revela sua galáxia tão distante (o quasar mais distante conhecido)

O ‘gole escuro cósmico’ foi responsável pela formação dos buracos negros supermassivos primordiais?

Os buracos negros galácticos supermassivos são muito maiores do que pensávamos?

Os astrônomos da ESA acharam o elo-perdido dos buracos negros: HLX-1 na galáxia ESO 243-49

A galáxia M87 dá um show cósmico que foi assistido por 390 astrônomos

Buracos negros glutões alimentavam antigas e misteriosas bolhas cósmicas?

O que acontece com a matéria atraída por um energético buraco negro?

Buracos negros errantes vagam pela Via-Láctea

Como seria cair num buraco negro?

Esforço conjunto: telescópios Fermi e HESS observam um Blazar

3C321: o ‘Raio da Morte’ do Buraco Negro Supermassivo em Galáxia Ativa Assassina Provoca o Apocalipse Cósmico na Galáxia Vizinha

Buraco Negro no centro da Via-Láctea teve sua presença comprovada

1 comentário

3 menções

  1. vitoria

    Gente isso tudo é verdade existem buraco negros em qualquer lugar e vocês fiquem alertas porque Nada Conveniente Atrai Você.

  1. A Ciência e o filme Interestelar – os acertos e os erros » O Universo - Eternos Aprendizes

    […] em rotação (Buraco Negro de Kerr) e as diferenças em relação ao Buraco Negro estático de Schwarzchild com relação ao Horizonte de Eventos e sua função (hipotética) como wormholes (buracos de […]

  2. Blog de Astronomia do astroPT » CAPA: O Medo do Buraco-Negro no LHC

    […] planetas permaneceriam praticamente as mesmas, porque o campo gravitacional que poderia produzir um buraco negro de Schwarzschild seria justamente análogo ao do Sol.”Um outro objectivo do LHC é encontrar assinatura de […]

  3. ESO e NASA revelam o mais poderoso microquasar já observado « Eternos Aprendizes

    […] Os astrônomos não têm ainda maneira de medir o tamanho do buraco negro propriamente dito. O menor buraco negro já descoberto até agora tem um raio de cerca de 15 km. Um […]

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