Poços sem fundo

Buracos negrosJoão Calhau

Lino Rodrigues

Guilherme Pereira

O que é um buraco negro?

• Segundo a relatividade, a gravidade não é mais do que a manifestação do encurvamento do espaço-tempo provocado pelos corpos do Universo. Um buraco negro é portanto um objecto que encurva de tal modo o espaço-tempo que forma um poço sem fundo de onde nem a luz pode escapar.

• Visto que nada viaja mais rápido que a luz, nada pode escapar a um buraco negro.

Como se forma um Buraco Negro?

• Uma estrela com cerca de 10 vezes a massa solar desenvolve-se durante cerca de 1 bilião de anos transformando hidrogénio em hélio através de reacções nucleares que ocorrem no núcleo.

• Quando o combustível de hidrogénio se acaba, a estrela começa a colapsar sobre si mesma por não haver nada que sustenha a pressão da gravidade.

• À medida que a estrela encolhe, a gravidade aumenta.• Quando o raio da estrela for de 30 km a sua velocidade de

escape torna-se superior à da luz e forma-se um buraco negro.

Constituição de um Buraco Negro.

• Um Buraco Negro é constituído pelo:

-Próprio buraco negro.

-Horizonte de evento.

-Disco de acreção.

-Jactos de gás.

Constituição de um Buraco Negro.

• Buraco negro- na verdade não se vê pois as particularidades do objecto em si não o permitem.

• Horizonte de evento- é a fronteira do Buraco Negro. Tem este nome porque qualquer evento que se passe para lá dele não pode ser captado por um observador exterior. Consiste numa onda de luz que não cai no buraco mas também não consegue escapar, continuando a mover-se ao longo do raio de Schwarzschild.

Constituição de um Buraco Negro.

• Disco de acreção- Consiste na matéria que está a ser absorvida pelo buraco negro. Esta é atraída pela força da gravidade e forma um disco enquanto redemoinha para o buraco negro ( um pouco como a água num ralo de um lava-loiças).

Constituição de um Buraco Negro.

• Jactos de gás- Encontram-se por vezes a sair a toda velocidade de um buraco negro. São sempre perpendiculares ao disco de acreção

Tipos de Buraco Negro

• Buracos Negros Estelares ( tipo 10 massas solares).

• Buracos Negros Supermassivos

• “Mini” Buracos Negros

Tipos de Buraco Negro

• Buracos Negros Estelares- formam-se da maneira atrás descrita. Existem agora evidências observacionais suficientemente boas para comprovar a existência deste tipo de buracos em sistemas binários.

Tipos de Buraco Negro

• Buracos negros supermassivos- Estes são buracos negros de massa muito superior aos anteriores e podem chegar a atingir massas milhares de vezes superiores à do sol. Existem três teorias que explicam o aparecimento dos buracos negros:

1- Antes das galáxias se formarem já havia buracos negros que atraíram a matéria. Esta colapsou, e provocou o crescimento do buraco negro enquanto o gás em torno dele formava as estrelas e galáxias. A massa do buraco é proporcional à da galáxia.

2- Um buraco negro supermassivo forma-se a partir da colisão de duas galáxias que já continham buracos de menores dimensões.

3- O buraco negro da galáxia cresce com o bojo da galáxia. A matéria que faz crescer o buraco e o bojo pode vir da parte externa dos braços da galáxia. Isto pode acontecer através de uma barra que transfere a matéria para o buraco.

Tipos de Buraco Negro

• Mini buracos negros- São buracos negros primordiais. São de maior interesse para a física quântica. Um destes buracos negros com 1 bilião de toneladas teria um raio de 10-13 centímetros ( o tamanho de um protão). Tanto pode estar a orbitar o sol como estar no centro da galáxia.

Os buracos negros através da história.

• Em 1783, John Mitchel, publicou um ensaio afirmando que uma estrela igual à do sol com um raio 500 vezes superior, teria tanta gravidade que não deixaria a luz sair do interior.

• Laplace demonstrou, em 1799, na sua obra Exposition du système du monde que a velocidade de escape numa estrela com raio igual a 1,48E-27m ( massa da estrela) era igual à velocidade da luz.

Os buracos negros através da história.

• Einstein, na sua relatividade geral, estipula que a luz segue a curvatura do espaço-tempo em redor dos corpos pesados. Uma estrela colapsada com varias vezes a massa solar, criaria um “buraco” gravitacional de onde a luz não pode escapar.

• A possibilidade deste colapso foi apontada por Robert Oppenheimer em 1939. No entanto, este julgava que a propriedade era apenas uma subtileza nas equações da relatividade e abandonou a ideia. Os buracos negros caíram no esquecimento até à década de 60.

Os buracos negros através da história.

• Em 1969, o teórico John Wheeler introduziu o termo buraco negro.

• Roger Penrose e Stephen Hawking mostraram que um buraco negro contem uma singularidade – um ponto infinitamente pequeno e de densidade infinita onde as leis da física deixam de ter efeito.

Conclusão?

• O que se passa para lá do horizonte de evento de um buraco negro é um mistério. Ninguém sabe o que se passa quando um pedaço de matéria cai num buraco negro. Um astronauta intrépido seria imediatamente esmagado pelas forças actuantes mas é impossível dizer se as ideias transmitidas pela ficção científica estão correctas. Caso se verifique que sim, e se servir de consolação para o viajante condenado, os seus átomos poderão um dia sair por um buraco branco num outro universo.

Bibliografia

• Sites: http://www.terravista.pt/meco/1351/Bnegros.html

http://www.spaceref.com/tools/imagecathp.html?cid=1• Livros:

-Hawking, Stephen; Black Holes And Baby Universes And Other Essays; Bantam Books;1994.

-Mendonça, Lucinda et al; Jogo de Partículas 10ºano; Texto Editora.