Como os buracos negros afetam o tempo?

Há duas maneiras de pensar sobre o tempo em relação aos buracos negros . Uma tem a ver com a duração de vida desses objetos e a outra tem a ver com a forma como o tempo é percebido dentro deles.

Vamos ao primeiro. Quando pensamos em buracos negros, imaginamos que sejam eternos. Mas, surpreendentemente, não são. De acordo com a teoria da relatividade de Einstein , um buraco negro é um objeto localizado em um ponto no espaço-tempo onde a gravidade é tão intensa que nada pode escapar dele. Nem mesmo a luz. Tudo o que entra ou que se originou lá antes do buraco negro aparecer permanece lá. Esses objetos têm uma região que atua como seu limite, chamada horizonte de eventos. Qualquer coisa que cruze esse limite fica presa para sempre. Isso é o que entendemos por um buraco negro de acordo com a teoria da relatividade.

Mas se adicionarmos a mecânica quântica, as coisas mudam. O astrofísico britânico Stephen Hawking propôs que buracos negros podem emitir uma forma muito tênue de radiação, conhecida como radiação Hawking. Isso ocorre porque, de acordo com a física quântica, o espaço vazio não é realmente vazio; pares de partículas e antipartículas são criados continuamente. Normalmente, mesmo quando são criados, eles se aniquilam, e nada acontece. Mas se isso acontecer perto do horizonte de eventos, uma partícula pode escapar, sendo ejetada do buraco negro, e a outra pode cair nele. O resultado final é que o buraco negro perde uma quantidade muito pequena de massa.

Com o tempo, esse processo faz com que o buraco negro perca energia porque, de acordo com a equação de Einstein (e = mc²), energia e massa são equivalentes. O resultado é que eles eventualmente perdem massa, e os buracos negros evaporam. Embora isso aconteça extremamente lentamente. Por exemplo, nossa galáxia tem um buraco negro supermassivo em seu centro, com cerca de um milhão de vezes a massa do Sol. Então você pode imaginar quanto tempo levará para ele desaparecer devido àquelas pequenas e constantes perdas de radiação de que eu estava falando. A idade total do universo é apenas uma fração do tempo que ele leva para evaporar.

Algumas teorias sugerem que microburacos negros poderiam se formar em aceleradores de partículas. Eles seriam incrivelmente pequenos e evaporariam quase imediatamente. Como resultado, não representam perigo para a vida humana.

Quanto à outra maneira como o tempo se relaciona com um buraco negro, é como a proximidade de um desses objetos celestes afeta o tempo. Como mencionei antes, a atração gravitacional perto de um buraco negro é muito forte, e isso muda a forma como percebemos o tempo e o espaço. Se um observador que está muito longe do buraco negro vê algo caindo em sua direção, aproximando-se do horizonte de eventos, verá que o tempo passa mais devagar. Como se o tempo estivesse congelado.

Por outro lado, se o observador caísse em direção a um buraco negro, não notaria nada de estranho ao cruzar o horizonte de eventos, o limite além do qual não há retorno. A gravidade é tão intensa que nada, nem mesmo a luz, pode escapar. Uma vez ultrapassado esse limiar, o destino é inevitável: de acordo com a teoria da relatividade de Einstein, chegaríamos a uma singularidade, um ponto onde as leis conhecidas da física deixam de se aplicar.

Yetli Mariana Rosas Guevara é doutora em astrofísica e pesquisadora do Centro Internacional de Física de Donostia (DIPC) .

Coordenação e redação: Victoria Toro .

Pergunta enviada por e-mail por José Manuel Desviat Manzanares .

Nosotras Respondemos é uma consulta científica semanal, patrocinada pelo programa " Para Mulheres na Ciência " da L'Oréal-Unesco e pela Bristol Myers Squibb , que responde às perguntas dos leitores sobre ciência e tecnologia. Essas perguntas são respondidas por cientistas e tecnólogas, membros da AMIT (Associação de Mulheres Pesquisadoras e Tecnólogas). Envie suas perguntas para [email protected] ou pelo X #nosotrasrespondemos.

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