Os buracos negros parecem muito assustadores – sombrios, poderosos, agourentos. E agora, os astrofísicos inventaram outra coisa: buracos negros primordiais, forjados nos primeiros momentos do universo, que inundam o cosmos atual.
Então, quais são as chances de que um desses monstros antigos venha vagando em direção à Terra? Um astrofísico calculou os números.
Nasceu no Big Bang
O universo inicial foi uma época selvagem e complexa. Muito diferente do cosmos de maneiras moderadas que habitamos hoje, os primeiros momentos do Big Bang foram marcados por transições de fase radicais, a divisão de elementos fundamentais e outros eventos selvagens. Embora os cientistas entendam a física dos primeiros minutos, o que aconteceu antes está envolto em mistério (e um monte de matemática complicada).
Você precisa de algumas condições bastante extremas para formar buracos negros – digamos, uma estrela colapsando sobre si mesma durante os momentos catastróficos finais de sua vida. As estrelas não existiam nos primeiros segundos de existência do universo, mas pode ter havido apenas as condições certas para forjar buracos negros; tudo o que você precisa é de muita matéria ou energia comprimida em um volume pequeno o suficiente.
Nos confins desconhecidos e não mapeados do passado distante do universo, as condições poderiam ter sido perfeitas para inundar o universo com buracos negros primordiais, que poderiam ter qualquer massa, dependendo das condições em que foram feitos. Mas o interesse pelos buracos negros primordiais diminuiu com o passar das décadas, à medida que as pesquisas por eles acabavam vazias – isto é, até termos o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser (LIGO).
Quando o LIGO detectou sua primeira colisão de buraco negro, os buracos negros tinham massas bastante peculiares; cada um tinha algumas dezenas de massas solares. Essa faixa de massa é difícil de alcançar com fusões de buracos negros baseados em estrelas padrão, porque as fusões teriam que ser um pouco freqüentes demais para serem plausíveis). E então, antes que você percebesse, os buracos negros primordiais estavam de volta aos holofotes.
Um encontro sombrio
O que acontece com os processos no início do universo é que, se houver algum tipo de mecanismo exótico que pode gerar buracos negros, ele não vai fazer alguns deles – vai inundar o universo com eles. Na verdade, pode haver buracos negros primordiais suficientes vagando pelo universo para explicar pelo menos uma parte da matéria escura, a substância misteriosa que responde por mais de 80% de toda a matéria do cosmos.
Digamos que um monte de pequenos buracos negros estejam invadindo o cosmos, conforme apresentado em um artigo publicado recentemente no banco de dados de pré-impressão arXiv. O que aconteceria com eles?
Felizmente, os buracos negros não são 100% negros e perdem massa por meio da radiação Hawking, o complexo processo de mecânica quântica no horizonte de eventos do buraco negro que permite que algumas partículas e radiação escapem. Quanto menores são, mais rápido perdem massa. Buracos negros com menos de cerca de 100 milhões de toneladas – ligeiramente mais leves que um asteróide típico – perderão cerca de metade de sua massa na idade atual do universo. Por causa da forma como a radiação Hawking funciona, os buracos negros maiores do que isso perderão apenas uma pequena fração de sua massa.
O número total de pequenos buracos negros em cada galáxia depende de quanto de matéria escura você deseja explicar com eles e do tamanho de cada um. Não importa como você o divida, porém, há muitos.
E cada um é rápido. Com base em simulações de computador e observações da dinâmica da galáxia, a matéria escura tem uma velocidade de mais de cem milhas por segundo. A essa velocidade, um buraco negro com massa de asteróide poderia cobrir a distância entre Júpiter e a Terra em apenas algumas semanas. Então, devemos ficar com medo?
Correndo os números
O que aconteceria se um buraco negro de massa de asteróide atingisse a Terra? Em suma, catástrofe. O buraco negro perfuraria a superfície do nosso planeta como uma faca quente na manteiga, mas começaria imediatamente a desacelerar por causa de sua interação gravitacional com a Terra. Qualquer átomo ou molécula (ou pessoa) cruzando o horizonte de eventos – o limite do buraco negro além do qual nada, nem mesmo a luz, pode escapar – simplesmente escaparia do universo conhecido, para nunca mais ser visto.
Na melhor das hipóteses, o buraco negro sairia pelo outro lado do nosso planeta, deixando os sobreviventes para limpar a bagunça. Na pior das hipóteses, o buraco negro se estabeleceria no centro de nosso planeta, onde sua gravidade seria suficiente para permitir que o buraco negro começasse a se alimentar. Eventualmente, ele devoraria todo o nosso planeta.
Felizmente, de acordo com os cálculos do jornal, as chances de um buraco negro se estabelecer no núcleo da Terra são mínimas. Os buracos negros são muito rápidos.
Por outro lado, a interseção de nosso planeta com um buraco negro levaria a outra realidade desagradável: o aquecimento. Durante sua passagem pela Terra, o buraco negro acumularia matéria, e essa acumulação geraria calor (o mesmo calor que alimenta os núcleos galácticos ativos). O impacto de um buraco negro com massa de asteróide acabaria liberando aproximadamente a mesma quantidade de energia que o impacto de um asteróide com um quilômetro de largura.
Você sabe, um assassino de dinossauros.
Felizmente, as colisões de buracos negros são provavelmente raras. No cenário mais “otimista” – otimista para os padrões dos cientistas, isto é, povoando a galáxia com o número máximo de buracos negros – pode haver uma colisão a cada bilhão de anos, de acordo com os cálculos do jornal.
Então, quando se trata de colisões de buracos negros, não fique muito assustado.
Publicado em 02/09/2021 17h48
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