Poços sem fundo
Buracos negros
João 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 espaçotempo 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 acreçãoConsiste 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 lavaloiças).
Constituição de um Buraco
Negro.
• Jactos de gásEncontram-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 1,48E27m ( 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.