O universo que habitamos é cheio de mistério. Algo desconhecido nos espera não importa onde olhemos no cosmos. Talvez não haja nada mais misterioso e intrigante do que buracos negros. Buracos negros existem na borda do conhecimento humano, na fronteira entre o conhecido e o desconhecido. Qualquer discussão sobre buracos negros deve começar primeiro com uma pergunta simples: o que são buracos negros?
Definindo buracos negros
A definição científica de um buraco negro é bem simples. Basicamente, um buraco negro é qualquer objeto com uma atração gravitacional que se tornou tão forte que nem mesmo a luz consegue escapar. Teoricamente, qualquer objeto com massa pode se tornar um buraco negro se ele se tornar denso o suficiente. Se você comprimisse a Terra para apenas alguns centímetros de diâmetro, a densidade se tornaria tão alta que a Terra se tornaria um buraco negro.
A distância na qual um objeto se torna denso o suficiente para se tornar um buraco negro é chamada de Raio de Schwarzschild. O Raio de Schwarzschild depende da massa de um objeto. Por exemplo, como Júpiter é muito maior que a Terra, ele tem um Raio de Schwarzschild maior. Agora temos uma definição simples e científica do que é um buraco negro, mas essa definição não nos diz nada sobre como os buracos negros se formam e quais características eles possuem.
Como os buracos negros se formam
Nada neste universo dura para sempre. Até as próprias estrelas eventualmente encontram seu fim. Como uma estrela deixa de existir depende da massa da estrela. Para as estrelas mais massivas do universo, a formação de um buraco negro é seu destino final. Cada estrela, independentemente de sua massa, é composta principalmente dos elementos hidrogênio e hélio. Cada estrela é alimentada por um processo chamado fusão nuclear, em que as temperaturas e pressões extremas no núcleo de uma estrela fazem com que os átomos de hidrogênio se fundam para formar átomos de hélio. Embora as estrelas contenham uma grande quantidade de hidrogênio, é apenas uma quantidade finita. Como um carro que ficou sem gasolina e não pode reabastecer, cada estrela ficará sem sua fonte primária de combustível: hidrogênio. Enquanto uma estrela está ativamente fundindo hidrogênio em seu núcleo, ela gera uma tremenda quantidade de energia que neutraliza a própria gravidade da estrela, permitindo que a estrela exista em um estado de equilíbrio. Quando a estrela começa a ficar sem hidrogênio, o estado de equilíbrio é quebrado e a estrela começa a entrar em colapso sob sua própria gravidade. A estrela encolhe e sua pressão aumenta dramaticamente. Eventualmente, a distância entre átomos individuais se torna cada vez menor até que não haja praticamente espaço entre eles. A estrela finalmente atinge seu Raio de Schwarzschild e se torna um buraco negro.
Características físicas dos buracos negros
Buracos negros podem variar em tamanho e massa. Buracos negros de massa menor que se formam diretamente de estrelas são chamados buracos negros estelares, e podem variar em tamanho de algumas vezes mais massivos que o nosso Sol a muitos milhares de vezes mais massivos. Os maiores objetos individuais no universo são buracos negros supermassivos, e eles são realmente os gigantes do cosmos. Buracos negros supermassivos podem ter de um milhão de vezes a massa do Sol a mais de um bilhão de vezes mais massivos que o Sol. No entanto, apesar de algumas diferenças físicas entre eles, cada buraco negro tem uma coisa em comum: uma região chamada horizonte de eventos. Cada buraco negro no universo é cercado por um limite chamado horizonte de eventos. O horizonte de eventos é a região onde a força da gravidade se torna tão forte que nem mesmo a luz, que é a coisa mais rápida conhecida no universo, pode escapar. Além do horizonte de eventos, há uma região do espaço que é a própria definição de desconhecido. Como a luz não pode escapar, não há absolutamente nenhuma maneira de saber o que ocorre além do horizonte de eventos. Eventos que ocorrem dentro do horizonte não têm como interagir com eventos que ocorrem fora. Se os cientistas quiserem descobrir o que ocorre dentro de um horizonte de eventos, eles precisarão encontrar maneiras de determinar indiretamente o que está acontecendo. Pelo menos no futuro previsível, buracos negros estarão cercados de mistério.
