Black Holes Explained – From Birth to Death

Buracos negros são umas das mais estranhas
coisas na existência.

Eles parecem não fazer sentido algum; de
onde eles vêm?

E que acontece se você cair em um?

Estrelas são coletas incrivelmente
massivas de, em grande parte,

átomos de hidrogênio

que colapsam de enormes nuvens gasosas
sobre a própria gravidade.

Em seu núcleo, fusões nucleares esmagam
átomos de hidrogênio a hélio,

liberando uma enorme quantidade de
energia.

Essa energia, na forma de radiação,
empurra contra a gravidade,

mantendo um delicado equilíbrio entre as
duas forças.

Enquanto houver fusão no núcleo, a estrela
se mantém estável o suficiente.

Mas, para estrelas com mais massa que
nosso Sol, o calor e a pressão do núcleo
permitem que elas fundam elementos mais
pesados,

até elas alcançarem o ferro.

Diferente de todos os elementos
anteriores,

o processo de fusão não gera
energia alguma.

Ferro se acumula no centro da estrela
até ele atingir uma quantidade crítica,

e o equilíbrio entre radiação e gravidade
é quebrado repentinamente.

O núcleo colapsa.

Em uma fração de segundo, a estrela
implode,

movendo-se a cerca de um quarto da
velocidade da luz,

alimentando ainda mais massa ao núcleo.

É nesse exato momento que todos os
elementos pesados no universo

são criados, enquanto a estrela morre
em uma explosão supernova.

Isso produz uma estrela de nêutrons ou,
se a estrela for massiva o suficiente,

toda a massa do núcleo colapsa
em um buraco negro.

Se você olhasse um buraco negro, o que
você realmente estaria vendo

seria o horizonte de eventos.

Qualquer coisa que cruze o horizonte de
eventos precisa estar viajando

mais rápido que a luz para escapar.

Em outras palavras: é impossível.

Então, nós apenas vemos uma esfera
negra que nada reflete.

Mas, se o horizonte de eventos é a parte
"negra",

qual é a parte "buraco" do buraco negro?

A singularidade.

Nós não estamos certos do que ela
é exatamente.

A singularidade pode ser infinitamente
densa,

isso significa que toda sua
massa é concentrada em um

único ponto no espaço sem qualquer
superfície ou volume.

Ou algo completamente diferente.

Agora, nós apenas não sabemos.

É como o erro ao dividir por zero.

A propósito, buracos negros não sugam
coisas como um aspirador de pó.

Se nós substituíssemos o Sol por um
buraco negro de mesma massa.

Não mudaria muito na Terra.

Exceto que nós iríamos congelar até a
morte, é claro.

O que aconteceria se você caísse em
um buraco negro?

A experiência do tempo é diferente
ao redor de buraco negros.

Pelo exterior, você parece desacelerar à
medida

que você se aproxima
do horizonte de eventos,

então o tempo passa devagar para você.

Em algum momento, você pareceria
congelar no tempo,

lentamente tornar-se vermelho e
desaparecer.

Enquanto, de sua perspectiva, você
pode ver o resto do universo

acelerado, como se visse o futuro.

Agora, nós não sabemos o que acontece
em seguida,

Mas pensamos que pode ser
uma de duas coisas.

Um: Você morre de uma morte rápida.

Um buraco negro dobra tanto o espaço que,
uma vez que

você cruze o horizonte de eventos,

só existe uma direção possível.

Você pode tomar isso literalmente:
Dentro do horizonte de eventos,

você só pode se mover em uma direção.

É como estar em uma rua realmente estreita
que se fecha

atrás de você após cada passo.

A massa do buraco negro é tão
concentrada que,

em algum momento, até minúsculas
distâncias de poucos centímetros

significariam que a gravidade age com
milhões de vezes mais força

em diferentes partes de seu corpo.

Suas células passam a se separar enquanto
seu corpo estica mais e mais,

até você ser uma quente corrente de
plasma com um átomo de largura.

Dois: Você morre de uma morte rápida.

Pouco tempo após cruzar o horizonte de
eventos,

você colidiria com uma parede de fogo

e seria exterminado em um instante.

Nenhuma dessas opções é particularmente
agradável.

Quão rápido você morre depende da
massa do buraco negro.

Um pequeno buraco negro provavelmente
mataria você antes

de entrar em seu horizonte de eventos,

Enquanto você provavelmente poderia
viajar dentro de um

buraco negro supermassivo

por algum tempo.

Como conceito popular, quanto mais
distante você está da singularidade,

mais tempo você vive.

Buracos negros vêm em diferentes tamanhos.

Existem buracos negros com massas
estrelares poucas vezes mais

massivas que o Sol

e com o diâmetro de um asteroide.

E, então, existem os buracos negros
supermassivos,

que são encontrados no coração
de cada galáxia

e têm se alimentado por bilhares de anos.

Atualmente, o maior buraco negro
supermassivo conhecido é o S5 0014+81,

quarenta bilhões de vezes a massa de n
osso Sol.

Seu diâmetro é de 236.7 bilhões
de quilômetros ,

que é 47 a distância de Sol a Plutão.

E, poderosos como os buracos negros são,
ele vão evaporar eventualmente

por meio de um processo chamado
Radiação de Hawking.

Para entender como isso funciona,
precisamos olhar o espaço vazio.

Espaço vazio não é realmente vazio,

mas preenchido de virtuais partículas

estourando em existência e aniquilando
umas às outras novamente.

Quanto isso acontece bem à beira
de um buraco negro,

uma dessas virtuais partículas vai
ser arrastada ao buraco negro

e a outra vai escapar e
virar uma partícula real.

De forma que o buraco negro perde energia.

Isso acontece de modo incrivelmente
lento a princípio,

e se torna mais rápido à medida que o
buraco negro se torna menor.

Quando ele atinge a massa de um
grande asteroide,

ele erradia à temperatura ambiente.

Quando ele tem a massa de uma montanha,
ele erradia cerca do calor de nosso Sol.

E, em seu último segundo de vida,
o buraco negro, erradia

a energia de bilhares de bombas nuclear
em uma explosão gigantesca.

Mas esse processo é incrivelmente devagar.

O maior buraco negro que conhecemos deve
demorar um googol de anos para evaporar.

Isso é tanto que, quanto o último
buraco negro, erradiar-se

ninguém estará por aqui para observar.

O universo vai se tornar inabitável
bem antes deles.

Esse não é o fim de nossa história;

Existem inúmeras ideias mais
interessantes sobre buracos negros.

Vamos explorá-las na parte 2.

Um grande agradecimento a Fraser Cain
por ajudar com esse vídeo.

A propósito, nós fizemos alguns
wallpapers Kurzgesagy em 4k

para diferentes tamanhos de tela;

você pode pegá-los na nossa página do
Patreon,

que também nos ajuda a fazer
mais vídeos.

Como esse dezembro,
o primeiro mês com três vídeos!