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quinta-feira, 23 de julho de 2015

Astrofísica Estelar XIII (Buracos Negros)


Imagem Ilustrativa de um Buraco Negro da Via Láctea (simulação)

Poderá estar correcta a teoria que define o nosso Universo dentro de um «buraco de verme» e este, por sua vez, incluso também dentro de um Buraco Negro, fazendo parte de um Universo muito maior? Existirão múltiplas situações idênticas por todo o Cosmos em que a teoria dos mundiversos (na extrapolada analogia de múltiplos universos) se repete por grande parte da comunidade científica que, a cada dia que passa, mais esta acumula e faz evoluir em maior e mais consistentes certezas?

Será aceitável - e mesmo considerável - que, à luz de todo o conhecimento actual na Humanidade, se estenda esse mesmo saber, essa mesma consciência científica e, humana, de estarmos perante uma incomensurável e infinita coesão de Universos, civilizações, dinâmicas de vida ou mesmo várias entidades estelares (deuses ou seres extremamente evoluídos) ou, tão-só, um único Deus que tudo «fabricou»? Ou vários...em aluimento desses tantos Universos?

Roçando uma certa verdade científica e, a ficção efabulada de uma certa magia também (no filme norte-americano «Interstellar», do realizador Christopher Nolan) - sendo a opinião dos críticos favorável a este - ressurgirá de futuro algo mais (ou ainda mais surpreendente), que nos venha elucidar sobre estes temíveis mas inolvidáveis Buracos Negros que tanto nos podem remeter para uma outra dimensão quanto nos podem levar ao «reino do nunca» em total incompreensão?

Buracos Negros
Um Colapsar é uma estrela que entrou em colapso porque a Fusão Nuclear deixou de ocorrer no seu núcleo. Alguns Colapsares tornam-se assim Anãs Brancas e estrelas de Neutrões; outros tornam-se Buracos Negros. A Massa de uma Estrela determina se esta se torna então uma Anã Branca, uma estrela de Neutrões ou...um inevitável e estrondoso Buraco Negro!

Os Buracos Negros são corpos que excederam um limite calculável para a matéria inerte, não produtora de energia, que é de cerca de 3,2 vezes a massa do Sol. Acima deste limiar, denominado Limite de Oppenheimer-Volkoff, a pressão de degenerescência bariónica, que faz com que os neutrões exerçam uma pressão que resiste à Força da Gravidade, já não consegue assim contrariar o Colapso da Estrela...devido à gravidade!

Quanto mais pequena se torna a Estrela...tanto maior é a Força da Gravidade à sua superfície! Quanto maior for a Gravidade superficial, tanto maior é a velocidade que seria necessária para escapar à estrela! À medida que a Estrela se torna cada vez mais pequena, a Velocidade de Escape aumenta até...atingir a velocidade da luz. Quando a Velocidade de Escape atinge este nível, nada pode escapar da Estrela, nem sequer a luz, e esta torna-se um...Buraco Negro!
A Estrela desaparece então do Universo observável, embora alguns dos seus efeitos possam ainda ser detectados...


Exemplo de Galáxia com Buraco Negro no seu núcleo (em milhares de milhões de vezes a massa do nosso Sol)

A Ergosfera
Se a Estrela for muito maciça, necessita de uma menor compressão para se tornar um Buraco Negro. O Raio no interior do qual uma estrela tem de ser comprimida para se tornar um buraco negro, chama-se: Raio de Schwarzschild.
Esta designação confina ou seja, define a região que se designa por Horizonte de Acontecimentos - a margem de um Buraco Negro, onde a velocidade de escape é igual à velocidade da luz.
Ninguém poderá alguma vez saber o que se passa para lá da fronteira do Horizonte de Acontecimentos...no que os cientistas advogam tratar-se de algo perfeitamente inusitado ou nunca por estes contemplado como verossímil. Um mistério, portanto. Mas pensa-se que a massa em colapso se continua a afundar até se tornar um minúsculo ponto de densidade infinita chamado singularidade.

A Gravidade de um Buraco Negro é tão forte que provoca o «encurvamento» do espaço em seu redor. Os Astrónomos acreditam que os Buracos Negros têm rotação, fazendo com que arrastem consigo o contínuo espaço-tempo na sua vizinhança imediata.
A esta região do Espaço dá-se o nome de: Ergosfera. As suas margens são marcadas pelo limite estacionário, no interior do qual nada se pode manter estacionário, mas é arrastado em redor do Buraco Negro.
Os Corpos que cruzam o Horizonte de Acontecimentos perdem-se para sempre e crê-se que desapareçam no interior da singularidade.


Buraco Negro orbitando uma Estrela Supergigante (que está lentamente a fragmentar-se).

Estrela/Buraco Negro
Dado que nada pode escapar de um Buraco Negro, é muito difícil descobri-los. Como as Anãs Brancas e as estrelas de Neutrões, os buracos negros podem existir em sistemas de Estrelas Binárias. O gás das Estrelas Companheiras é separado pela influência gravitacional do Buraco Negro e, canalizado para ele. Como a Estrela e o Buraco Negro se orbitam mutuamente, a matéria forma um Disco de acreção em volta do buraco negro.
A Matéria do Disco gira em torno do buraco negro tão depressa que, o atrito entre as moléculas, aquece o gás até que este começa a emitir Raios-X; à medida que a Radiação é emitida, perde energia e entra em espiral no buraco negro. Os raios-X podem então ser detectados na Terra, dando indícios de um...Buraco Negro!
                                             

Sistema Binário Cisne X-1

Cisne X-1
Um exemplo de um possível buraco negro é Cisne X-1, uma fonte de Raios-X na constelação do Cisne que descreve uma órbita em torno de uma Estrela Supergigante Azul que tem entre 20 e 30 massas solares!
Parece que essa Estrela maciça está a sofrer uma atracção gravitacional de um companheiro invisível que tem entre 9 e 11 massas solares. Pensa-se que a Emissão de Raios-X é proveniente de um Disco de Acreção em torno do companheiro.
Acredita-se que, os Buracos Negros supermaciços, com massas milhares de vezes superiores à do Sol, existam no centro das Galáxias Activas e ds Quasares.

Em Esquema memorativo:
1 - Estrela Supergigante
2 - Buraco Negro
3 - Disco de Acreção
4 - Ponto Quente


Os Buracos Negros não existem...? - Defesa e Contraditório sobre os Buracos Negros -

Em Defesa dos Buracos Negros
Usando um sistema euclidiano chamado de Coordenadas Isotrópicas, o cientista Nikodem Poplawski, defende a teoria da existência de buracos negros, no que conseguiu descrever o campo gravitacional de um Buraco Negro, para fazer um modelo de movimento radial geodésico de partículas massivas nesse buraco negro.

Estudando assim o Movimento Radial em dois tipos de Buraco Negro - Schwarzschild e Einstein-Rosen (as duas soluções matematicamente aceitáveis pela relatividade) - e aceitando somente a experiência (ou experimentação) e observação como registo disso, estas podem revelar o comportamento de uma partícula num buraco negro.
Poplawski afirma que, como só podemos ver o exterior de um Buraco Negro, o interior pode apenas ser visto se um observador se adentrar no buraco negro.

A teoria de Nikodemo Poplawski é a de que o Buraco Negro seria conectado por uma ponte Einstein-Rosen (conhecido como «buraco de verme ou minhoca») a um Buraco Branco - o reverso do buraco negro! Cada ponte teria então um Universo; como o nosso...residindo nela.
«Essa condição seria satisfeita se o nosso Universo estivesse no interior de um Buraco Negro que, por sua vez, estaria dentro de um Universo ainda maior!» - Assevera convictamente Poplawski.

Nikodemo Poplawski admite efusiva e impreterivelmente (segundo o seu intenso estudo e investigação sobre os buracos negros) de que, o nosso Universo, pode estar efectivamente dentro de um Buraco Negro; segundo este e na sequência desta sua teoria na visão astrofísica do que em si conclui, isso explicaria até mesmo o fenómeno conhecido por...Expansão Cósmica!


Surpreendente Imagem da NASA (buracos negros existem mesmo ou são mera ficção sob Leis da Física que se teriam de reestruturar...?)

O Contraditório...(sobre a inexistência dos buracos negros)
O recente (e elaborado) estudo da professora Laura Mersini-Houghton  - professora de Física  na UNC (Chapel Hill - College of Arts and Sciences, nos EUA - veio revelar uma nova realidade, sendo esta peremptória na acutilante afirmação:
«Os Buracos Negros não existem, nem podem existir!»

A professora Laura Mersini-Houghton justifica que, de acordo com os seus cálculos, quando uma estrela colapsa, sofre a sua própria gravidade e emite a «Radiação de Hawking» essa energia dissipa a massa do objecto, pelo que a estrela perde densidade, não sendo possível que se transforme num buraco negro. Afere ainda, segundo a sua determinação em provar que está correcta no raciocínio, que se por um lado Einstein sugere a existência teórica dos Buracos Negros, por outro lado há uma lei fundamental da Teoria Quântica que determina que nada no Universo pode «desaparecer» - o que obviamente entra em conflito com a definição de...Buracos Negros - essa tão vil estrutura que engole tudo à sua volta. Mas será de facto assim...? Estará Laura Mersini-Hougton correcta na sua analogia astrofísica da não-existência de buracos negros...?

Haverá tanta certeza assim, no que se teria radicalmente de alterar ou mesmo anular, segundo as duas principais doutrinas que se baseiam na Teoria Geral da Relatividade de Einstein, assim como da outra célebre teoria (mais recente), da Mecânica Quântica do não menos eminente Stephen Hawking que, mesmo clamando não existir Deus nenhum ( e neste ser supremo estelar ou celestial não acreditar...) se viu ser seguido por todo um mundo astrofísico moderno?

Poder-se-à negar tantas evidências e ilações no vasto circuito de estudiosos e proeminentes Físicos da actualidade, ao impor-se outras teorias...? Será legítimo, evidentemente. Desde que se tente provar (consubstancialmente) todas essas teorias da existência ou não-existência dos buracos negros.
Stephen Hawking tem-no defendido desde meados de 1970, revertendo que os Buracos Negros têm indefectivelmente de emitir Radiação. E por esta sua acirrada compleição terá sido homenageado em nome e consignação na tão conhecida agora: Radiação de Hawking, no que os demais cientistas na sua voraz investigação (ou perseguição à mesma) a terão finalmente encontrado, assumindo como prova fidedigna na existência dos buracos negros.

De facto, os Buracos Negros nunca foram vistos, assumem igualmente todos os especialistas e todos os cientistas que esta causa cosmológica analisam. Nem tal é possível, admitem entre si, mas, uma vez que se tratam (em teoria) de estruturas densas e com uma força gravitacional tão elevada...que é normal chegar-se à conclusão de que se tratam também de sorvedores de energia, absorvendo tudo à sua volta, inclusive...a luz!

Existindo ou não, os Buracos Negros serão num futuro próximo para a Humanidade ainda um longo mistério a desvendar, não só pela polémica instalada e controvérsia acerca de si, como, essencialmente, pela energia extraordinária que em si remetem (se for o caso...) ou, pela ainda não esclarecida (completamente) origem, dinâmica ou mesmo o que está por detrás de tão centrífuga sucção. A existir sucção. E radiação. E tudo o mais.

Defensores e opositores estão agora numa plena guerrilha da Física e, da Astrofísica, compondo situações, estudos, análises e dados matemáticos para que as suas teorias prevaleçam. Porquanto assim for, a Humanidade ganhará, pois só das ideias (muitas!) das teorias e das hipóteses concretizadas em argumentação fiável e credível, é que todos nós eclodiremos em luz e sabedoria.
E os cientistas sabem disso. A Humanidade no seu todo também; por isso esperamos que nova luz se faça, sobre este e outros enigmas, comparáveis aos dos buracos negros em cumprimento de uma escadaria que, apesar de longa, árdua ou íngreme, nós a saibamos escalar - ascendendo ao pico. Ou ao cume principal de um nosso vórtice cósmico que nos leve e traga de novo, se não à Terra...a uma outra esfera planetária e estelar que nos saiba acolher e, merecer. Merecê-lo-emos nós Humanidade??? Espero bem que sim. Mesmo que Deus não exista (ou existindo, eu o não veja nunca...) mas, havendo a dúvida, a probabilidade ou a mais ténue eventualidade desse ser supremo existir - neste nosso Universo ou noutros que por lá proliferem - eu possa descansar em paz.
Irei sempre para as estrelas...nunca, para os buracos negros. E indo...que beleza estes esconderão, que das trevas talvez não sejam e na luz nos conduzirão...talvez...quem o saberá...?

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