Buracos Negros
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25 de Julho de 2011
 
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Buracos negros realmente existem? - Nós não podemos ver buracos negros diretamente porque luz não pode escapar deles, mas nós podemos ver os efeitos deles na matéria circunvizinha, como gases próximos e estrelas. Buracos negros têm efeitos sobre sua vizinhança que não podem, até o momento, serem atribuídos a nenhum outro objeto cósmico conhecido. Ajudado pelas imagens do telescópio orbital Hubble e outros telescópios poderosos, os astrônomos durante as últimas duas décadas têm localizado um número crescente de buracos negros. Alguns são núcleos colapsados de estrelas que começaram a vida com mais de oito massas solares e explodiram, enquanto o resto, muito mais volumoso, foi provavelmente criado logo após o Big Bang, a partir de vastas aglomerações de gases e matéria que circundavam galáxias em criação. Tal é a certeza das observações de buracos negros que em janeiro 1997 na Sociedade Astronômica americana que se encontra em Toronto, Canadá, vários astrônomos predisseram a existência desses, então chamados ‘buracos negros’, nos centros da maioria dos bilhões de galáxias existentes. Os buracos negros recentemente descobertos nos centros das galáxias contêm entre alguns milhões e alguns bilhões de vezes a massa do sol, o que lhes tornam sem dúvida, os objetos mais massivos do universo conhecido. Em contraste, os buracos negros de núcleos estelares variam em massa entre aproximadamente 3 e 50 massas solares. Astrofísico britânico Steven Hawking propôs um terceiro tipo, ainda não detectado, chamado de primordial ou “míni” buracos negros, que foram formados no começo dos tempos quando o Big Bang, que criou o universo, super-comprimiu quantias minúsculas de matéria. Minúsculo é relativo, claro… essas massas comprimidas em buracos negros primordiais podem ter variado de fração de grama à massa de um grande planeta. O entendimento científico dos buracos negros explodiu nos anos sessenta, quando os astrofísicos começaram estudar intensivamente. Porém, escritores de ficção científica, televisão, cinema e pessoas despreparadas têm divulgado noções errôneas sobre buracos negros. Muitas pessoas pensam que qualquer buraco negro crescerá tanto que em algum dia devorará a Terra. Filmes mostram os buracos negros como redemoinhos de água gigantescos ou funis devoradores de matéria e isso tudo colabora para criar mais confusão. Outro conceito equivocado comum é acreditar que buracos negros são regiões de espaço vazio ou “buracos no espaço” e que eles durarão para sempre. O problema de entender buracos negros começa com o nome. Buracos negros não são necessariamente pretos nem são realmente buracos. “Preto” normalmente indica a ausência total de cor e é aplicado a buracos negros para significar a ausência total de luz emitida ou outra radiação. Buracos negros grandes são quase pretos. Mas buracos negros menores podem radiar energia. Em 1974, Steven Hawking propôs um mecanismo pelo qual buracos negros transformam a massa em radiação e em partículas que escapam das imediações do buraco. Ele afirmou assim que aqueles buracos negros pequenos evaporam, enquanto aumentam mais seu brilho no processo. Os trabalhos de evaporação de buraco negro ocorrem da seguinte maneira. Em todo o universo a todo tempo são criados pares de partículas espontaneamente. Elas aniquilam uma a outra em tempos curtos (tipicamente em 10 a 23 segundos), a presença delas não viola qualquer lei da física. Dentro de nossos corpos, por exemplo, o espaço é uma espuma fervendo destas partículas “virtuais”. Nós sabemos que estas partículas existem porque eles foram observados em aceleradores de partícula de alta energia. Uma partícula real em movimento rápido que vier de encontro com o par de partículas virtuais pode separá-las tornando-as reais. Partículas virtuais criadas próximas do horizonte de evento de um buraco negro também podem ficar reais. Se uma partícula em tal par é ligeiramente mais próxima do horizonte de evento que sua companheira, a força gravitacional enorme do buraco irá separá-las tornando-as reais. A mais próxima será atraída e a mais distante ficará real com velocidade suficiente para escapar completamente do buraco negro. Pode parecer que um buraco negro deveria crescer devido ao processo de Hawking, desde que ele sempre absorve pelo menos uma das partículas que cria. Você pode ver que isto não acontece, pois enquanto soma-se massa, ganha e perde. A energia gravitacional que tornou as partículas reais vêm da massa de dentro do buraco negro. A quantia de massa convertida na energia gravitacional que rasga as partículas virtuais separando-as é determinada pela equação de massa-energia de Einstein E = (2m)c², onde 2m é a massa total das duas partículas recentemente formadas. Esta energia gravitacional passa pelo horizonte de evento, e cria as duas partículas, enquanto diminui a massa do buraco negro em 2m. O resultado líquido é que o buraco perde massa igual para a massa da partícula que escapa completamente dele. Por isso buracos negros muito pequenos parecem estar radiando matéria e radiação eletromagnética e tudo mais que é criado próximo do horizonte de evento. Assim nem todos os buracos negros são negros. Como o horizonte de evento do buraco negro encolhe com a perda de massa, se põe mais próximo de seu centro. De forma interessante, as equações revelam aumentos da taxa de evaporação com o encolhimento do horizonte, embora a massa do buraco esteja diminuindo. Cada buraco negro deveria desaparecer em uma tremenda explosão final, irradiando quantidades enormes da radiação de Hawking. Astrônomos ainda estão procurando por estas explosões. Assim, buracos negros não duram para sempre. Fonte: http://www.inape.org.br/astronomia-astrofisica/mitos-e-verdades-sobre-os-buracos-negros
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