Um humano poderia entrar em um buraco negro para estudá-lo?

Obtenha a resposta de dois físicos que estudam buracos negros (embora a uma distância segura).

Impressão artística de um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxiaESO / L. Calçada
Um humano poderia entrar em um buraco negro para estudá-lo? - Pulkeet, 12 anos, Bahadurgarh, Haryana, Índia

Para resolver os mistérios dos buracos negros, um humano deve simplesmente se aventurar em um. No entanto, há um problema bastante complicado: um humano só pode fazer isso se o respectivo buraco negro for supermassivo e isolado, e se a pessoa que entra no buraco negro não espera relatar as descobertas a ninguém em todo o universo.



Nós somos Ambas físicos que estudam buracos negros, embora de uma distância muito segura. Buracos negros são entre os objetos astrofísicos mais abundantes em nosso universo . Esses objetos intrigantes parecem ser um ingrediente essencial na evolução do universo , do Big Bang até os dias atuais. Eles provavelmente tinham um impacto na formação da vida humana em nossa própria galáxia .



Dois tipos de buracos negros

O universo está repleto de vasto zoológico de diferentes tipos de buracos negros .

Eles podem variar de tamanho e ser eletricamente carregados, da mesma forma que os elétrons ou prótons estão nos átomos. Alguns buracos negros giram. Existem dois tipos de buracos negros relevantes para a nossa discussão. O primeiro não gira, é eletricamente neutro - ou seja, não tem carga positiva ou negativa - e tem a massa do nosso sol. O segundo tipo é um buraco negro supermassivo, com uma massa de milhões a até bilhões de vezes maior que a do nosso sol.



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Além da diferença de massa entre esses dois tipos de buracos negros, o que também os diferencia é a distância de seu centro ao seu 'horizonte de eventos' - medida chamada distância radial. O horizonte de eventos de um buraco negro é o ponto sem volta. Qualquer coisa que passe por este ponto será engolida pelo buraco negro e desaparecerá para sempre de nosso universo conhecido.

A distância do centro de massa de um buraco negro até onde a atração da gravidade é muito forte para ser superada é chamada de horizonte de eventos. (Leo e Shanshan, CC BY-ND )



No horizonte de eventos, a gravidade do buraco negro é tão poderosa que nenhuma quantidade de força mecânica pode superá-la ou neutralizá-la. Mesmo leve , a coisa que se move mais rápido em nosso universo, não pode escapar - daí o termo 'buraco negro'.

O tamanho radial do horizonte de eventos depende da massa do respectivo buraco negro e é a chave para uma pessoa sobreviver caindo em um. Para um buraco negro com uma massa do nosso Sol (uma massa solar), o horizonte de eventos terá um raio de pouco menos de 2 milhas.

O buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia, a Via Láctea, em contraste, tem uma massa de aproximadamente 4 milhões de massas solares e tem um horizonte de eventos com um raio de 7,3 milhões de milhas ou 17 raios solares.

Portanto, alguém que caia em um buraco negro de tamanho estelar chegará muito, muito mais perto do centro do buraco negro antes de passar o horizonte de eventos, em vez de cair em um buraco negro supermassivo.

Isso implica, devido à proximidade do centro do buraco negro, que a atração do buraco negro sobre uma pessoa será diferente por um fator de 1.000 bilhões de vezes entre a cabeça e os pés, dependendo de qual está conduzindo a queda livre. Em outras palavras, se a pessoa está caindo primeiro, conforme se aproxima do horizonte de eventos de um buraco negro de massa estelar, a atração gravitacional em seus pés será exponencialmente maior em comparação com o puxão do buraco negro em sua cabeça.

A pessoa experimentaria espaguetificação e provavelmente não sobreviveria sendo esticada em uma forma longa e fina semelhante a um macarrão.

(Leo e Shanshan Rodriguez, CC BY-ND )

Conforme a pessoa se aproxima do horizonte de eventos de um buraco negro do tamanho do Sol, a vasta diferença na atração gravitacional entre a cabeça e os dedos dos pés do indivíduo faz com que a pessoa se estique em um macarrão muito longo, daí o termo 'espaguetificação'.

Agora, uma pessoa caindo em um buraco negro supermassivo alcançaria o horizonte de eventos muito mais longe da fonte central de atração gravitacional, o que significa que a diferença na atração gravitacional entre a cabeça e os dedos dos pés é quase zero. Assim, a pessoa passaria pelo horizonte de eventos sem ser afetada, não seria esticada em um macarrão longo e fino, sobreviveria e flutuaria sem dor além do horizonte do buraco negro.

Uma pessoa caindo em um buraco negro supermassivo provavelmente sobreviveria. (Leo e Shanshan Rodriguez, CC BY-ND )

Outras considerações

A maioria dos buracos negros que observamos no universo está rodeada por discos de material muito quentes, compostos principalmente de gás e poeira ou outros objetos como estrelas e planetas que chegaram muito perto do horizonte e caíram no buraco negro. Esses discos são chamados de discos de acreção e são muito quentes e turbulentos. Eles certamente não são hospitaleiros e fariam com que viajar para o buraco negro fosse extremamente perigoso.

Para entrar em um com segurança, você precisaria encontrar um buraco negro supermassivo que está completamente isolado e não se alimentando de material circundante, gás e ou mesmo estrelas.

Agora, se uma pessoa encontrasse um buraco negro supermassivo isolado adequado para estudo científico e decidisse se aventurar nele, tudo o que fosse observado ou medido no interior do buraco negro ficaria confinado no horizonte de eventos do buraco negro.

Tendo em mente que nada pode escapar da atração gravitacional além do horizonte de eventos, a pessoa em queda não seria capaz de enviar nenhuma informação sobre suas descobertas para além desse horizonte. Sua jornada e descobertas seriam perdidas para o resto do universo para sempre. Mas eles iriam aproveitar a aventura, enquanto sobrevivessem ... talvez ...

Leo Rodriguez , Professor Assistente de Física, Grinnell College e Shanshan Rodriguez , Professor Assistente de Física, Grinnell College

Este artigo foi republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original .

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