Buracos negros

De forma simplificada, buraco negro é uma região do espaço que possui uma quantidade tão grande de massa concentrada que nada consegue escapar da atração de sua força de gravidade, nem mesmo a luz, e é por isso que são chamados de “buracos negros”.

Até hoje a melhor teoria para explicar este tipo de fenômeno é a Teoria Geral da Relatividade, formulada por Albert Einstein. Mas, para entender melhor do que se trata um buraco negro é preciso entender alguns conceitos.

Segundo a teoria de Einstein, a força da gravidade seria uma manifestação da deformação no espaço-tempo causada pela massa dos corpos celestes, como os planetas ou estrelas. Essa deformação seria maior ou menor de acordo com a massa ou a densidade do corpo. Portanto, quanto maior a massa do corpo, maior a deformação e, por sua vez, maior a força de gravidade dele. Consequentemente, maior é a velocidade de escape, força mínima que deve ser empregada, para que um objeto possa vencer a gravidade deste corpo. Por exemplo, para que um foguete saia daatmosfera terrestre para o espaço ele precisa de uma força de escape de 40.320 km/h. Em Júpiter, essa força teria de ser 214.200 km/h. Essa diferença muito grande, é porque sua massa é muito maior que a da Terra.

É isso que acontece nos buracos negros. Há uma concentração de massa tão grande em um ponto tão infinitamente pequeno que a densidade é suficiente para causar tal deformação no espaço-tempo que a velocidade de escape neste local é maior que a da luz. Por isso que nem mesmo a luz consegue escapar de um buraco negro. E, já que nada consegue se mover mais rápido que a velocidade da luz, nada pode escapar de um buraco negro.

Esses tais buracos negros seriam estrelas em seu último estágio de evolução, quando, depois de consumir todo seu combustível, a estrela com massa maior que 3 massas solares, se transformam em uma supernova com um “caroço” no centro. Se a massa deste caroço, que pode ou não se formar, for maior que 2 massas solares ele cai sobre si mesmo, transformando-se em um buraco negro.

Às vezes acontece da estrela evoluir no que chamamos de “sistema binário fechado” quando duas estrelas ficam muito próximas e há transferência de matéria de uma para outra, podendo fazer com que uma delas acumule matéria em excesso provocando sua explosão em uma supernova. Nestes casos, o mais provável é que ela evolua para uma estrela de nêutrons, quando elétrons e prótons se fundem em nêutrons. Mas, acontece que em alguns sistemas a concentração de massa é muito grande e ocorre a formação de um buraco negro que continua “sugando” a massa daquela outra estrela maior.

Alerta de asteroide

O asteroide 2016 GO134 passará hoje a 345 mil km da Terra. O objeto tem 14 metros de comprimento e se desloca a 15 km/s.

2016 GO134 tem cerca de 4 mil toneladas e um volume estimado em 1437 metros cúbicos. Se atingisse a Terra o asteroide liberaria energia equivalente a explosão de 116 kilotons de TNT ou 6 bombas simliares à de Hiroshima. 

Cientista brasileiro descobre estrela com uma atmosfera de 99,9% de oxigeno

Uma equipe de astrônomos liderada pelo brasileiro Kepler de Souza Oliveira, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), descobriu uma estrela que tem atmosfera composta de 99,9% de oxigênio.

A estrela foi encontrada na constelação Draco, que fica a cerca de 1.200 anos-luz da Terra. O astro recebeu o nome SDSSJ124043.01+671034.68 e foi apelidado de ‘Dox’. Numa reportagem publicada na revista Science, a equipe relata que foi “surpreendente” não encontrar hidrogênio ou hélio na atmosfera da estrela. Para colocar o oxigênio de Dox em contexto, a Terra tem cerca de 21% do composto em sua atmosfera.

“Depois do oxigênio, os elementos mais abundantes na atmosfera do planeta são o neon e o magnésio, ambos presentes em valores fracionais”, escreveram os pesquisadores na conclusão. Entre as mais de 32 mil estrelas brancas anãs encontradas, nenhuma tem o mesmo percentual de oxigênio.

A equipe também explica nas conclusões da pesquisa que a descoberta desta estrela pode fornecer informações sobre como as estrelas se desenvolvem. Por meio da análise de linhas espectrais – a luz emitida de objetos no Universo –, os pesquisadores conseguiram identificar os elementos que compõem a atmosfera desta estrela única.

O astrônomo que liderou a pesquisa, Kepler de Souza Oliveira, disse que a descoberta é “incrivelmente inesperada”. “Nós não tínhamos a menor ideia de que algo assim pudesse existir, então era ainda mais difícil encontrar”, ele explicou em entrevista à Popular Mechanics.

A estrela Dox foi encontrada quando os pesquisadores analisaram dados capturados pelo Sloan Digital Sky Survey, projeto que tem o objetivo de mapear o universo e que já fez um levantamento astronômico que identificou mais de um milhão de galáxias e quasares, com o auxílio de um telescópio situado no Apache Point Observatory, no estado americano de Novo México.  

Teoria da Relatividade

É a idéia mais brilhante de todos os tempos - e certamente também uma das menos compreendidas. Em 1905, o genial físico alemão Albert Einstein afirmou que tempo e espaço são relativos e estão profundamente entrelaçados. Parece complicado? Bem, a idéia é sofisticada, mas, ao contrário do que se pensa, a relatividade não é nenhum bicho-de-sete-cabeças. A principal sacada é enxergar o tempo como uma espécie de lugar onde a gente caminha. Mesmo que agora você esteja parado lendo isso, você está se movendo - pelo menos, na dimensão do tempo. Afinal, os segundos estão passando, e isso significa que você se desloca pelo tempo como se estivesse em um trem que corre para o futuro em um ritmo constante. Até aí, nenhuma novidade bombástica. Mas Einstein também descobriu algo surreal ao constatar que esse "trem do tempo" pode ser acelerado ou freado. Ou seja, o tempo pode passar mais rápido para uns e mais devagar para outros. Quando um corpo está em movimento, o tempo passa mais lentamente para ele.

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Se você estiver andando, por exemplo, as horas vão ser mais vagarosas para você do que para alguém que esteja parado. Mas, como as velocidades que vivenciamos no dia-a-dia são muito pequenas, a diferença na passagem do tempo é ínfima. Entretanto, se fosse possível passar um ano dentro de uma espaçonave que se desloca a 1,07 bilhão de km/h e depois retornar para a Terra, as pessoas que ficaram por aqui estariam dez anos mais velhas! Como elas estavam praticamente paradas em relação ao movimento da nave, o tempo passou dez vezes mais rápido para elas - mas isso do seu ponto de vista. Para os outros terráqueos, foi você quem teve a experiência de sentir o tempo passar mais devagar. Dessa forma, o tempo deixa de ser um valor universal e passa a ser relativo ao ponto de vista de cada um - daí vem o nome "Relatividade". Ainda de acordo com os estudos de Einstein, o tempo vai passando cada vez mais devagar até que se atinja a velocidade da luz, de 1,08 bilhão de km/h, o valor máximo possível no Universo.

A essa velocidade, ocorre o mais espantoso: o tempo simplesmente deixa de passar! É como se a velocidade do espaço (aquela do velocímetro da nave) retirasse tudo o que fosse possível da velocidade do tempo. No outro extremo, para quem está parado, a velocidade está toda concentrada na dimensão do tempo. "Einstein postulou isso baseado em experiências de outros físicos e trabalhou com as maravilhosas conseqüências desse fato", diz o físico Brian Greene, da Universidade de Columbia, nos Estados Unidos, autor do livro O Universo Elegante, um best seller que explica em linguagem simples as idéias do físico alemão. Mas as descobertas da Relatividade não param por aí. Ainda em 1905, Einstein concluiu que matéria e energia estavam tão entrelaçadas quanto espaço e tempo. Daí surgiu a célebre equação E = mc2 (energia = massa x a velocidade da luz ao quadrado), que revela que uma migalha de matéria pode gerar uma quantidade absurda de energia.

Por fim, em 1916, Einstein examinou a influência do espaço e do tempo na atração entre os corpos e redefiniu a gravidade - até então, a inquestionável física clássica de Isaac Newton (1642-1727) considerava apenas a ação da massa dos corpos. Sua Teoria da Relatividade, definida em uma frase dele mesmo, nos deixou mais próximos de "entender a mente de Deus".

Uma descoberta genialEinstein mostrou que espaço, tempo, massa e gravidade estão intimamente ligados

1 - Segundo o físico alemão Albert Einstein, tudo no Universo se move a uma velocidade distribuída entre as dimensões de tempo e espaço. Para um corpo parado, o tempo corre com velocidade máxima. Mas quando o corpo começa a se movimentar e ganha velocidade na dimensão do espaço, a velocidade do tempo diminui para ele, passando mais devagar. A 180 km/h, 30 segundos passam em 29,99999999999952 segundos. A 1,08 bilhão de km/h (a velocidade da luz), o tempo simplesmente não passa

2 - Uma conseqüência dessa alteração da velocidade do tempo é a contração no comprimento dos corpos. Segundo a Teoria da Relatividade Especial - a primeira parte da teoria de Einstein, elaborada em 1905 -, quanto mais veloz alguma coisa está, mais curta ela fica. Por exemplo: quem visse um carro se mover a 98% da velocidade da luz o enxergaria 80% mais curto do que se o observasse parado

3 - Na chamada Teoria Geral da Relatividade (a segunda parte do estudo, publicada em 1916), Einstein usou a constatação anterior para redefinir a gravidade. Isso pode ser demonstrado com um exemplo simples: em alguns tipos de brinquedo comum em parques de diversões, a rotação da máquina mantém as pessoas grudadas na parede pela força centrífuga, como se houvesse uma "gravidade artificial".

4 - A gravidade real também funciona assim. O Sol curva tanto o espaço ao seu redor que mantém a Terra em sua órbita - como se ela estivesse "grudada na parede", lembrando o exemplo do brinquedo. Já a força que prende as pessoas ao chão é a curvatura criada pela Terra no espaço ao seu redor. Einstein também descobriu que, quanto maior a gravidade, mais lento é o ritmo da passagem do tempo. Por isso, ele chamou essa força de "curvatura no tecido espaço-tempo".

5 - Uma aplicação prática da Relatividade é a calibragem dos satélites do GPS, que orientam aviões e navios. Pela Relatividade Especial, sabe-se que a velocidade de 14 mil km/h dos satélites faz seus relógios internos atrasarem 7 milionésimos de segundo por dia em relação aos relógios da Terra. Mas, segundo a Relatividade Geral, eles sentem menos a gravidade (pois estão a 20 mil km de altitude) e adiantam 45 milionésimos de segundo por dia. Somando as duas variáveis, dá um adiantamento de 38 milionésimos por dia, que precisa ser acertado no relógio do satélite. Portanto, se não fosse pela teoria de Einstein, o sistema acumularia um erro de localização de cerca de 10 quilômetros por dia.

Um novo livro da coleção "Para Saber Mais" - editado pela revista Superinteressante - ajuda você a mergulhar fundo nestas fascinantes idéias de Einstein. Teoria da Relatividade, do físico Oscar Matsura já está nas bancas.