ENTREVISTAS POR JESSE PEARSONFOTOS CORTESIA DA NASA E DA PESQUISA GEOLÓGICA DOS EUA
BURACOS NEGROSMark Reid é um rádio astrônomo do Observatório Astrofísica Smithsonian do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica. Ele é especialista no que muitos consideram o bicho-papão alfa do apocalipse astrofísico — o buraco negro.
Vice: Eu sempre quis pedir para algum astrofísico me explicar os buracos negros como se estivesse explicando para uma criança de dez anos. Você pode me explicar com os termos mais simples possíveis?
Mark Reid: Trata-se de algo que tem tanta massa em um volume tão pequeno, uma densidade tão alta — mas não sei se essa é uma pala-vra boa para uma criança de dez anos — que nada escapa de seu alcance gravitacional. A luz não pode sair dele. Objetos que caem lá também não saem. E como os buracos negros são criados?
Existem dois tipos no universo, até onde sabemos. Um deles chamamos de buraco negro estelar, que vem da explosão de uma estrela, como uma supernova. Quando uma estrela explode, muita coisa sai, mas as coisas no interior implodem — fica tão denso que se torna um buraco negro. Supostamente eles estão em toda a galáxia. É provável que existam dezenas de milhares deles. O outro tipo é o que chamamos de supermassivo. Esses estão sempre no centro das galáxias — a Via Láctea tem um. Ele se chama Sagitário A, certo?
Sim. E em geral eles têm entre 1 milhão e 1 bilhão de vezes a massa de uma estrela como o nosso sol. Não sabemos de fato os detalhes de como se formam. Presumivelmente, uma estrela muito maciça jovem explodiu, e então acumulou matéria. Como um buraco negro acumula matéria?
Poeira e gás podem cair dentro dele. Se uma estrela se aproxima demais, pode ser esticada pelo buraco negro e depois ser retalhada, e o gás que fica cai dentro dele. E a outra possibilidade para o crescimento de buracos negros tem suas raízes no começo do universo. Acredita-se que galáxias como a Via Láctea crescem pegando pequenas subgaláxias, pequenos grupos de estrelas, e fundindo-as. Você tem dois grupos de estrelas e gás que podem ter 1 milhão de massas solares, e elas podem colidir, se fundir e se tornar uma nuvem de 2 milhões de massas solares. Se isso acontecer muitas vezes, especialmente em hierarquia, por exemplo, duas de 2 milhões resultam em 4, é bem rápido.
É um tipo de crescimento exponencial.
Sim. É mais ou menos assim que se acredita que as galáxias se formam. E você pode fundir buracos negros no centro de outras subgaláxias conforme elas se fundem. Então você teria buracos negros de 2, 5, 10 milhões de massas solares em duas subgaláxias diferentes e, conforme elas se fundem, você dobra a massa do buraco negro. E a localização do nosso buraco negro supermassivo, Sagitário A, é determinada pelo comportamento das coisas ao seu redor, certo? Parece haver uma força gravitacional em torno da qual as estrelas ao redor da constelação de Sagitário estão girando?
Sim, mas existem duas maneiras de localizar Sagitário A. Se você é um rádio astrônomo, como eu, na verdade o que você procura é uma fonte de rádio muito forte. Existe essa força de ondas de rádio que podemos detectar com facilidade, podemos dizer que está exatamente no centro da Via Láctea e não está se movendo. Isso é uma evidência bastante clara de que se trata de um buraco negro supermassivo. Se não fosse supermassivo, estaria se movendo com bastante rapidez. Se você é um astrônomo do infravermelho, pode ver que algumas estrelas estão orbitando ao redor de algo que não é muito visível e pode descobrir qual é o centro da órbita, e então o centro da órbita dá a posição de Sagitário A. E se você comparar o rádio e o infravermelho, vai ver que as duas posições são as mesmas. Então, se há estrelas orbitando ao redor de algo que não é visível, é uma boa aposta de que tem um buraco negro ali.
Isso mesmo. Em infravermelho é quase invisível. Às vezes eles podem ver algo naquele local. Mas basicamente as observações de infravermelho, que fornecem a órbita das estrelas, nos dizem que existe algo com 4 milhões de vezes a massa do sol no centro dessas órbitas. Existe uma obsessão da cultura pop e da ciência pop com buracos negros, de que são assustadores.
Sim, tenho de explicar para minha mãe o tempo todo que não vamos cair dentro de um. Ela está muito preocupada com isso. Toda vez que eu menciono buracos negros, ela faz uma careta e se preocupa. De onde você acha que vem essa reputação?
Acho que é o nome, sabe? Como o Buraco Negro de Calcutá. Soa muito assustador, não? Com certeza. Você pode me dizer quais são os cenários potencialmente catastróficos em torno dos buracos negros supermassivos? Existe algum cenário catastrófico realista?
Bem, eu não sei quanto aos supermassivos. Eu diria que o cenário mais assustador — e mais realista, mesmo que as chances sejam astronomicamente baixas—seria irmos ao encontro de um buraco negro que esteja se movendo pela Via Láctea. Existem muitos deles, não sabemos o número exato, flutuando invisíveis pela Via Láctea. Podemos pensar neles como asteroides gigantes, só que muito mais maciços. Se tivéssemos muito azar e colidíssemos com um, então, sim, isso destruiria a Terra [risos]. Qual seria a natureza da destruição? Como funcionaria?
Se fosse uma colisão direta — o que é quase impossível —, a Terra seria esticada e estilhaçada, e então toda a corporeidade cairia dentro do buraco negro e nunca mais seria vista.
E existe algum tipo de quantificação da probabilidade de isso acontecer algum dia?
Ah, eu nunca calculei. Detestaria chutar um número sem fazer o cálculo. Mas eu diria que aconteceria uma vez no universo. Ou não, talvez mais do que isso. Mas existe outro cenário. Se nos aproximássemos o suficiente de um, mesmo sem colisão direta, se um entrasse no sistema solar, seria como ter outra estrela aqui, e isso provavelmente ejetaria a maioria dos planetas do sistema solar para o epaço e então não teríamos mais uma estrela. Nesse ponto nos tornaríamos uma rocha congelada.
Exatamente. E também é possível que os planetas possam trocar de órbita — em vez de girar ao redor do sol, começaríamos a orbitar ao redor do buraco negro como se fosse uma estrela, e o buraco negro não vai nos fazer nenhum bem porque não emite nenhuma luz. Existem outros cenários astrológicos apocalípticos mais prováveis do que os relacionados aos buracos negros?
O único cenário super-realista seria sermos atingidos por um asteroide enorme. Mas podemos ficar tranquilos em relação aos buracos negros?
Sim. As chances de um problema relacionado a um meteorito são infinitas vezes mais prováveis que as de um buraco negro. Quais são os tópicos atuais discutidos entre os especialistas em buracos negros?
Bom, Sagitário A é tão aceito como buraco negro supermassivo, eu diria, em termos de astrofísica, quanto qualquer outra coisa. Os físicos que não vêm todas as informações podem ser um pouco mais céticos, mas é bem certo. E se Sagitário A não for um buraco negro supermassivo, trata-se de algo ainda mais interessante. Teria de ser algum material que não conhecemos, algum tipo de matéria que funciona como um buraco negro, mas não é. Isso seria ainda mais estranho. Existe um grupo na África do Sul sugerindo que pode se tratar de algo que chamamos de bola de férmion, como uma grande nuvem de elétrons ou algo assim. Então existem coisas mais exóticas chamadas estrelas de bósons. Bósons podem ser tão compactos quanto um buraco negro, basicamente. Do ponto de vista da física, se você pegar todas essas partículas elementares chamados bósons e enfiá-las em um espaço muito pequeno, isso resultaria em algo que teria, aproximadamente, a massa correta, se conseguisse colocá-las naquele volume.
A astrofísica é uma ciência interessante porque muita coisa é baseada em hipóteses e teorias.
Sim, não podemos fazer experiências. Basicamente, fazemos observações. Os buracos negros têm uma espécie de expectativa de vida? Quero dizer, existe um fim para os buracos negros?
Os tipos de buraco negro de que estamos falando devem continuar crescendo. Enquanto orbitam pela Via Láctea ou no centro da galáxia, eles vão acumulando a matéria que encontram e vão crescendo. Sendo assim, então daqui a bilhões de anos os buracos negros vão consumir o universo?
Levaria mais do que bilhões de anos. O sol vai morrer muito antes disso, então.
Ah, sim, com certeza. Sabemos que dentro de 4 ou 5 bilhões de anos, o sol vai se tornar um gigante vermelho e estaremos muito perto de estar dentro dele. Eu gostaria de estar por aqui para ver isso.
Tem um episódio de Dr. Who, a nova versão, em que ele leva a namorada para ver o fim da Terra, o dia em que o Sol se torna um gigante vermelho. Que romântico.
Sim, e isso vai acontecer. Existe uma piada antiga sobre isso. Um astrônomo está dando uma palestra para um grupo e diz que em 4 ou 5 bilhões de anos o sol vai se expandir e engolir a Terra. Uma mulher no fundo da sala desmaia. Eles a reanimam, e ele diz: “Bom, hum, falta muito tempo. Não se preocupe”. E ela pergunta: “O que você disse?”. Ele diz: “4 ou 5 bilhões de anos”. E ela diz: “Ah! Achei que você tinha dito milhões”.
Mark Reid: Trata-se de algo que tem tanta massa em um volume tão pequeno, uma densidade tão alta — mas não sei se essa é uma pala-vra boa para uma criança de dez anos — que nada escapa de seu alcance gravitacional. A luz não pode sair dele. Objetos que caem lá também não saem. E como os buracos negros são criados?
Existem dois tipos no universo, até onde sabemos. Um deles chamamos de buraco negro estelar, que vem da explosão de uma estrela, como uma supernova. Quando uma estrela explode, muita coisa sai, mas as coisas no interior implodem — fica tão denso que se torna um buraco negro. Supostamente eles estão em toda a galáxia. É provável que existam dezenas de milhares deles. O outro tipo é o que chamamos de supermassivo. Esses estão sempre no centro das galáxias — a Via Láctea tem um. Ele se chama Sagitário A, certo?
Sim. E em geral eles têm entre 1 milhão e 1 bilhão de vezes a massa de uma estrela como o nosso sol. Não sabemos de fato os detalhes de como se formam. Presumivelmente, uma estrela muito maciça jovem explodiu, e então acumulou matéria. Como um buraco negro acumula matéria?
Poeira e gás podem cair dentro dele. Se uma estrela se aproxima demais, pode ser esticada pelo buraco negro e depois ser retalhada, e o gás que fica cai dentro dele. E a outra possibilidade para o crescimento de buracos negros tem suas raízes no começo do universo. Acredita-se que galáxias como a Via Láctea crescem pegando pequenas subgaláxias, pequenos grupos de estrelas, e fundindo-as. Você tem dois grupos de estrelas e gás que podem ter 1 milhão de massas solares, e elas podem colidir, se fundir e se tornar uma nuvem de 2 milhões de massas solares. Se isso acontecer muitas vezes, especialmente em hierarquia, por exemplo, duas de 2 milhões resultam em 4, é bem rápido.
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Sim. É mais ou menos assim que se acredita que as galáxias se formam. E você pode fundir buracos negros no centro de outras subgaláxias conforme elas se fundem. Então você teria buracos negros de 2, 5, 10 milhões de massas solares em duas subgaláxias diferentes e, conforme elas se fundem, você dobra a massa do buraco negro. E a localização do nosso buraco negro supermassivo, Sagitário A, é determinada pelo comportamento das coisas ao seu redor, certo? Parece haver uma força gravitacional em torno da qual as estrelas ao redor da constelação de Sagitário estão girando?
Sim, mas existem duas maneiras de localizar Sagitário A. Se você é um rádio astrônomo, como eu, na verdade o que você procura é uma fonte de rádio muito forte. Existe essa força de ondas de rádio que podemos detectar com facilidade, podemos dizer que está exatamente no centro da Via Láctea e não está se movendo. Isso é uma evidência bastante clara de que se trata de um buraco negro supermassivo. Se não fosse supermassivo, estaria se movendo com bastante rapidez. Se você é um astrônomo do infravermelho, pode ver que algumas estrelas estão orbitando ao redor de algo que não é muito visível e pode descobrir qual é o centro da órbita, e então o centro da órbita dá a posição de Sagitário A. E se você comparar o rádio e o infravermelho, vai ver que as duas posições são as mesmas. Então, se há estrelas orbitando ao redor de algo que não é visível, é uma boa aposta de que tem um buraco negro ali.
Isso mesmo. Em infravermelho é quase invisível. Às vezes eles podem ver algo naquele local. Mas basicamente as observações de infravermelho, que fornecem a órbita das estrelas, nos dizem que existe algo com 4 milhões de vezes a massa do sol no centro dessas órbitas. Existe uma obsessão da cultura pop e da ciência pop com buracos negros, de que são assustadores.
Sim, tenho de explicar para minha mãe o tempo todo que não vamos cair dentro de um. Ela está muito preocupada com isso. Toda vez que eu menciono buracos negros, ela faz uma careta e se preocupa. De onde você acha que vem essa reputação?
Acho que é o nome, sabe? Como o Buraco Negro de Calcutá. Soa muito assustador, não? Com certeza. Você pode me dizer quais são os cenários potencialmente catastróficos em torno dos buracos negros supermassivos? Existe algum cenário catastrófico realista?
Bem, eu não sei quanto aos supermassivos. Eu diria que o cenário mais assustador — e mais realista, mesmo que as chances sejam astronomicamente baixas—seria irmos ao encontro de um buraco negro que esteja se movendo pela Via Láctea. Existem muitos deles, não sabemos o número exato, flutuando invisíveis pela Via Láctea. Podemos pensar neles como asteroides gigantes, só que muito mais maciços. Se tivéssemos muito azar e colidíssemos com um, então, sim, isso destruiria a Terra [risos]. Qual seria a natureza da destruição? Como funcionaria?
Se fosse uma colisão direta — o que é quase impossível —, a Terra seria esticada e estilhaçada, e então toda a corporeidade cairia dentro do buraco negro e nunca mais seria vista.
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Ah, eu nunca calculei. Detestaria chutar um número sem fazer o cálculo. Mas eu diria que aconteceria uma vez no universo. Ou não, talvez mais do que isso. Mas existe outro cenário. Se nos aproximássemos o suficiente de um, mesmo sem colisão direta, se um entrasse no sistema solar, seria como ter outra estrela aqui, e isso provavelmente ejetaria a maioria dos planetas do sistema solar para o epaço e então não teríamos mais uma estrela. Nesse ponto nos tornaríamos uma rocha congelada.
Exatamente. E também é possível que os planetas possam trocar de órbita — em vez de girar ao redor do sol, começaríamos a orbitar ao redor do buraco negro como se fosse uma estrela, e o buraco negro não vai nos fazer nenhum bem porque não emite nenhuma luz. Existem outros cenários astrológicos apocalípticos mais prováveis do que os relacionados aos buracos negros?
O único cenário super-realista seria sermos atingidos por um asteroide enorme. Mas podemos ficar tranquilos em relação aos buracos negros?
Sim. As chances de um problema relacionado a um meteorito são infinitas vezes mais prováveis que as de um buraco negro. Quais são os tópicos atuais discutidos entre os especialistas em buracos negros?
Bom, Sagitário A é tão aceito como buraco negro supermassivo, eu diria, em termos de astrofísica, quanto qualquer outra coisa. Os físicos que não vêm todas as informações podem ser um pouco mais céticos, mas é bem certo. E se Sagitário A não for um buraco negro supermassivo, trata-se de algo ainda mais interessante. Teria de ser algum material que não conhecemos, algum tipo de matéria que funciona como um buraco negro, mas não é. Isso seria ainda mais estranho. Existe um grupo na África do Sul sugerindo que pode se tratar de algo que chamamos de bola de férmion, como uma grande nuvem de elétrons ou algo assim. Então existem coisas mais exóticas chamadas estrelas de bósons. Bósons podem ser tão compactos quanto um buraco negro, basicamente. Do ponto de vista da física, se você pegar todas essas partículas elementares chamados bósons e enfiá-las em um espaço muito pequeno, isso resultaria em algo que teria, aproximadamente, a massa correta, se conseguisse colocá-las naquele volume.
Sim, não podemos fazer experiências. Basicamente, fazemos observações. Os buracos negros têm uma espécie de expectativa de vida? Quero dizer, existe um fim para os buracos negros?
Os tipos de buraco negro de que estamos falando devem continuar crescendo. Enquanto orbitam pela Via Láctea ou no centro da galáxia, eles vão acumulando a matéria que encontram e vão crescendo. Sendo assim, então daqui a bilhões de anos os buracos negros vão consumir o universo?
Levaria mais do que bilhões de anos. O sol vai morrer muito antes disso, então.
Ah, sim, com certeza. Sabemos que dentro de 4 ou 5 bilhões de anos, o sol vai se tornar um gigante vermelho e estaremos muito perto de estar dentro dele. Eu gostaria de estar por aqui para ver isso.
Tem um episódio de Dr. Who, a nova versão, em que ele leva a namorada para ver o fim da Terra, o dia em que o Sol se torna um gigante vermelho. Que romântico.
Sim, e isso vai acontecer. Existe uma piada antiga sobre isso. Um astrônomo está dando uma palestra para um grupo e diz que em 4 ou 5 bilhões de anos o sol vai se expandir e engolir a Terra. Uma mulher no fundo da sala desmaia. Eles a reanimam, e ele diz: “Bom, hum, falta muito tempo. Não se preocupe”. E ela pergunta: “O que você disse?”. Ele diz: “4 ou 5 bilhões de anos”. E ela diz: “Ah! Achei que você tinha dito milhões”.