Estamos relativamente presos a Terra. Se arremessarmos uma pedra ao céu, mesmo com muita força, ela vai atingir certa altura, vai parar, e na sequência, vai iniciar uma queda livre de volta à Terra. Qualquer criança sabe disso, não é mesmo? Mas, o que faz com que essa pedra, depois de lançada, não escape para o espaço infinito? Hoje, sem sombras de dúvida, podemos dizer que a força da gravidade é a responsável, mas até Isaac Newton trabalhar esse conceito em fins do século XVII e formular a Teoria da Gravitação Universal, não tínhamos muita noção do que realmente nos prendia à superfície do planeta. Aliás, estávamos começando a descobrir os segredos do universo, a entender a sistemática de sua formação e o dinamismo de seu equilíbrio.
Entendendo o mistério
A teoria desenvolvida por Newton, que séculos mais tarde haveria de ser sobrepujada por outra do gênio Albert Einstein, nos explica a força com que o Sol, a Terra, a Lua e todos os astros do Universo se atraiam mutuamente, formando um equilíbrio perfeito. Explica também porque não corremos riscos de sermos lançados ao espaço a qualquer salto que damos aqui na Terra quando brincamos ou praticamos algum esporte.
Uma das principais características dessa teoria diz que quanto mais distante estivermos do corpo que nos prende, menor a ação gravitacional deste corpo sobre nós. É por isso, por exemplo, que foguetes espaciais conseguem se afastar da Terra e alcançar a sua órbita. Lá fora a força da gravidade da Terra não tem mais ação sobre o foguete, ponto no qual dizemos que ela é zero. Ali os corpos flutuam livres como observamos frequentemente em filmes e documentários sobre o espaço.
Correndo bem rápido
Mas, como é que o foguete consegue sobrepujar essa enorme força para alcançar o espaço? Simples, consegue por que ele atinge a “velocidade de escape”. Em outras palavras, ele corre rápido, tão rápido que chega a 40 mil quilômetros por hora. Se não chegar a essa velocidade, pode esquecer, vai continuar eternamente preso à Terra.
E se esse foguete quisesse escapar da gravidade do Sol, por exemplo, que contém 330 mil vezes mais material (massa) que a Terra, sua velocidade de escape seria da ordem de 60 vezes a da Terra. Isso significa que quanto mais massa tiver um astro, maior sua força gravitacional e maior deve ser sua velocidade de escape.
Os buracos negros
A ideia de buraco negro foi esboçada inicialmente nos anos de 1780 pelo físico John Michell, mas o termo de fato foi criado pelo astrofísico John Wheeler no final dos anos de 1960. De qualquer forma, somente após a elaboração da teoria de Newton é que se construiu uma base sustentável para a discussão dos buracos negros.
Como idéia geral, buraco negro é um astro com uma força gravitacional gigantesca que nem mesmo a luz consegue escapar-lhe. Para um foguete sobrepujar a gravidade de um buraco negro deveria alcançar uma velocidade maior que a velocidade da luz, que é da ordem de 300 mil quilômetros por segundo. E isso está fora de cogitação, ao menos com a tecnologia de que dispomos no momento.
Existem dois tipos principais de buracos negros: os “estelares” e os “massivos”. O buraco negro estelar advém de estrelas que colapsaram (contraíram-se sobre si mesmas ao final de suas vidas), cujas massas são no mínimo duas vezes maiores que a massa do nosso Sol. Para se ter uma idéia da densidade dessas estrelas, um centímetro cúbico de sua substância possui massa superior a cem milhões de toneladas. Disso resulta uma força gravitacional exorbitante, cujo poder prende até a luz.
Já os buracos negros massivos advêm de gigantescas nuvens de gás ou de aglomerados com milhões de estrelas, cujas massas equivalem a milhões ou bilhões de vezes a massa de nosso Sol. Imaginem como seriam suas densidades.
Buracos negros de fato não foram observados ou detectados até hoje. O que há de concreto são somente fortes evidências de suas existências. Um exemplo é a estrela Cygnus X-1, situada na constelação do Cisne. Pelas emissões de raios-X e por outras características que se encaixam em um modelo teórico de buraco negro, essa estrela foi considerada o primeiro buraco negro da história da astronomia a ser descoberto. Tudo indica que no centro de nossa galáxia também existe um, batizado de Sagittarius A. Por nossa sorte, estamos bem longe desse verdadeiro monstro devorador de matéria.
Colaboração de Wagner Zaparoli, doutor em ciências pela USP, professor universitário e consultor em tecnologia da informação.
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Publicado na edição nº 10316, de 27 e 28 de setembro de 2018.
