Buraco negro
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Um buraco negro clássico é um objeto com campo gravítico tão intenso que a velocidade de escape excede a velocidade da luz. Isso implica que nada, nem mesmo a luz, pode escapar do seu interior, por isso o termo negro (se não há luz sendo emitida ou refletida o objeto é invisível). O termo buraco não tem o sentido usual mas traduz a propriedade de que os eventos em seu interior não são vistos por observadores externos. Teoricamente pode ter qualquer tamanho, de microscópico a astronómico, e com apenas três características: massa, momentum angular (spin) e carga elétrica, ou seja, buracos negros com essas três grandezas iguais são indistinguíveis (se diz por isso que "um buraco negro não tem cabelos"). Uma vez que, depois de formado, o seu tamanho tende para zero, isso implica que a densidade tenda para infinito.
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[editar] A visão da ciência
De acordo com as teorias físicas, nada pode sair do interior do buraco negro nem matéria nem informação e alcançar um observador externo. Por exemplo, ninguém pode tirar de lá alguma massa, ou iluminá-lo com uma lanterna ou até mesmo receber alguma informação sobre algum material que entrou no buraco negro, porém sua presença pode ser medida por desvios da luz das estrelas e detecção de raios-X emitidos pelo plasma que cai neste. O efeito de lente gravitacional possibilita a detecção de buracos negros no universo.
[editar] Simulação computacional
É possível simular em um computador as condições físicas que levam à formação de um buraco negro, como consequência do colapso gravitacional de uma estrela. Para isso, os astrofísicos teóricos implementam complexos programas, que recriam as condições físicas da matéria e do espaço-tempo durante o processo de implosão das estrelas, as quais esgotam seu combustível nuclear e colapsam, com o transcorrer do tempo, devido a seu peso gravitacional, formando um objeto de densidade e curvatura do espaço-tempo infinita. Desses objetos nada, nem sequer a luz, consegue escapar. O resultado é a formação de uma singularidade gravitacional contida num buraco negro de Schwarzschild (Karl Schwarzschild é o astrônomo que descobriu a primeira solução das equações de Einstein que decrevem um buraco negro).
[editar] A percepção espaço-temporal
Objetos cuja atração gravitacional é extrema retardam o tempo devido aos efeitos gravitacionais.
As estrelas de nêutrons e buracos negros causam de fato distorção espaço-temporal, relacionada com o efeito de lente gravitacional.
[editar] O Buraco negro de Schwarzschild
Karl Schwarzschild, em 1916, encontrou a solução para a teoria da relatividade que representa o buraco negro como tendo uma forma esférica. Ele demonstrou que se a massa de uma estrela estiver concentrada em uma região suficientemente pequena, ela gerará um campo gravitacional na superfície da estrela tão grande que nem mesmo a luz conseguirá escapar dele. Este é o chamado buraco negro. Einstein e muitos físicos não acreditavam que tal fenômeno pudesse acontecer no universo real. Porém, provou-se que esse fenômeno de fato acontece.
[editar] Entropia
Entropia é uma medida que caracteriza o número de estados internos de um buraco negro. A fórmula da entropia foi descoberta em 1974 pelo inglês Stephen Hawking:
Onde
S: Entropia A: Área k: Constante de Boltzmann: Constante de Plank normalizada G: Constante Gravitacional Universal de Newton c: Velocidade da luz no vácuo
[editar] A queda no buraco negro e a natureza quântica
Se conseguíssemos observar uma queda real de um objeto num buraco negro, de acordo com as simulações virtuais, veríamos este mover-se cada vez mais devagar à medida em que se aproximasse do núcleo massivo. Segundo Einstein, há um desvio para o vermelho, e este também é dependente da intensidade gravitacional. Isto se dá porque, sob o ponto de vista corpuscular, a luz é um pacote quântico com massa e ocupa lugar no espaço, portanto tem obrigatoriamente uma determinada velocidade de escape. Ao mesmo tempo, este pacote é onda de natureza eletromagnética e esta se propaga no espaço livre. É sabido que longe de campo gravitacional intenso, a freqüência emitida tende para o extremo superior (no caso da luz visível, para o azul).
À medida em que o campo gravitacional começa a agir sobre a partícula (luz), esta aumentará seu comprimento de onda, logo desviará para o vermelho. Devido à dualidade matéria-energia não é possível analisar a partícula como matéria e energia ao mesmo tempo: ou se a enxerga sob o ponto de vista vibratório ou corpuscular.
[editar] A luz e a singularidade
Em simulações no espaço virtual, descobriu-se que próximo a campos massivos ocupando lugares singulares, a atração gravitacional é tão forte que pode fazer parar o movimento oscilatório, no caso da luz enxergada como comprimento de onda, esta literalmente se apaga. No caso da luz enxergada como objeto que possui velocidade de escape esta é atraída de volta à região de onde foi gerada, pois a velocidade de escape deve ser igual à velocidade de propagação, ambas sendo iguais, a luz matéria é atraída de volta. Logo, a radiação sendo atraída de volta, entra em colapso gravitacional, juntamente à massa que a criou, caindo sobre si mesma.
