Na f\u00edsica, existe uma equa\u00e7\u00e3o que gera algo chamado de \u201craio de Schwarzschild\u201d, uma medida de qu\u00e3o comprimida a mat\u00e9ria precisa ser para se tornar um buraco negro. Foi criada pelo f\u00edsico Karl Schwarzschild em 1916 e at\u00e9 hoje se mant\u00e9m como uma solu\u00e7\u00e3o aceit\u00e1vel para a defini\u00e7\u00e3o sobre como algo se torna um buraco negro. Quer dizer… aceit\u00e1vel at\u00e9 quando a gente calcula quanta massa existe no universo.<\/p>\n
Numa revis\u00e3o r\u00e1pida, buracos negros s\u00e3o objetos t\u00e3o densos que sua gravidade fica forte o suficiente para prender at\u00e9 mesmo a luz. Negro porque n\u00e3o emite luz alguma. Segundo a teoria da Relatividade, a gravidade age distorcendo o espa\u00e7o\/tempo: quanto mais gravidade num lugar, mais ele \u201cafunda\u201d. E tudo o que tiver que passar perto desse lugar acaba atra\u00eddo para perto assim como uma bolinha de gude rola morro abaixo se ningu\u00e9m estiver segurando.<\/p>\n
No caso do buraco negro, o espa\u00e7o afunda tanto de uma s\u00f3 vez que forma um… buraco. O que chegar muito perto rola espa\u00e7o abaixo at\u00e9 ficar imposs\u00edvel rolar de volta para cima. Nem mesmo a luz consegue voltar. A ideia do buraco negro foi te\u00f3rica por muito tempo, baseada na matem\u00e1tica; com o tempo, fomos descobrindo que no centro de algumas gal\u00e1xias as estrelas estavam orbitando ao redor de algo invis\u00edvel. E nos \u00faltimos anos, conseguimos at\u00e9 tirar fotos dos gases orbitando dois deles.<\/p>\n
Como tudo na ci\u00eancia feita de forma respons\u00e1vel, n\u00e3o existe 100% de certeza sobre nada, mas a quantidade de evid\u00eancias f\u00edsicas e matem\u00e1ticas sobre os buracos negros nos d\u00e3o um grau de confian\u00e7a bem alto sobre o que eles s\u00e3o e como interagem com o resto do universo.<\/p>\n
O que acontece l\u00e1 dentro s\u00e3o outros quinhentos. O fato de absorverem tudo e n\u00e3o devolverem nada (tem a radia\u00e7\u00e3o de Hawking, mas isso \u00e9 demais para este texto), n\u00e3o d\u00e1 para realmente estudar nada do seu horizonte de eventos para dentro. E sim, eu vou falar sobre o que \u00e9 o horizonte de eventos: \u00e9 o ponto sem volta do buraco negro. \u00c9 o lugar onde voc\u00ea passa de uma gravidade que n\u00e3o prende a luz para uma gravidade que prende.<\/p>\n
Em tese, voc\u00ea poderia ficar a 1 mil\u00edmetro de dist\u00e2ncia do horizonte de eventos e nada acontecer com voc\u00ea, mas ao avan\u00e7ar esse mil\u00edmetro e \u201ctocar\u201d no buraco negro, tudo o que passar dessa linha nunca mais volta. N\u00e3o tem for\u00e7a no universo que puxe de volta um objeto (ou pessoa) que estiver metade dentro, metade fora. A metade que entrou nunca mais vai sair, a metade pra fora pode ficar l\u00e1 indefinidamente se tiver uma for\u00e7a suficiente a puxando na dire\u00e7\u00e3o oposta.<\/p>\n
O horizonte de eventos \u00e9 onde o universo de fora do buraco e o universo dentro do buraco negro se encontram. E s\u00f3 uma dire\u00e7\u00e3o \u00e9 poss\u00edvel, de fora para dentro. Aqui n\u00f3s voltamos para o raio de Schwarzschild, porque essa \u00e9 a medida do tamanho dessa linha divis\u00f3ria. Como buracos negros s\u00e3o feitos de mat\u00e9ria esmagada num espa\u00e7o min\u00fasculo, a equa\u00e7\u00e3o de Schwarzschild diz o tamanho que uma coisa precisaria ser esmagada para ficar at\u00e9 virar um buraco negro.<\/p>\n
Exemplos: se a gente pegasse o Sol e esmagasse ele com tudo o que tem para uma bola de 3 quil\u00f4metros de circunfer\u00eancia, ele deixaria de ser uma estrela e viraria um buraco negro. Se a gente fizesse a mesma coisa com a Terra, teria que apertar nosso mundo inteiro numa bolinha com menos de um cent\u00edmetro. Ou seja, n\u00e3o \u00e9 f\u00e1cil. Precisa de muita energia para pressionar tanta coisa junta ao mesmo tempo.<\/p>\n
At\u00e9 por isso, buracos negros tendem a surgir de explos\u00f5es de estrelas imensas, capazes de comprimir muita coisa com sua for\u00e7a gravitacional. Sem o \u201cresto\u201d da estrela para gerar press\u00e3o para fora, o n\u00facleo dela n\u00e3o tem pra onde ir sen\u00e3o pra dentro de si mesmo. A gravidade nunca perdoa.<\/p>\n
E porque eu falo tanto desse raio de Schwarzschild? (ha)<\/p>\n
Porque o nosso universo observ\u00e1vel, vulgo a dist\u00e2ncia da qual conseguimos receber luz considerando a expans\u00e3o, \u00e9 de mais ou menos 100 bilh\u00f5es de anos-luz. \u00c9 poss\u00edvel que o tamanho real dele seja um pouquinho maior, muito maior, ou talvez at\u00e9 mesmo infinito. Certeza n\u00e3o existe sobre o tamanho total, mas sobre o tamanho que n\u00f3s vemos a coisa \u00e9 bem mais fundamentada.<\/p>\n
Da mesma forma como eu disse que existe um tamanho no qual o Sol e a Terra poderiam ser comprimidos para virarem buracos negros, faz sentido expandir isso para o universo vis\u00edvel tamb\u00e9m, n\u00e3o? Existe um tamanho no qual toda a massa do universo esmagada se tornaria um buraco negro. \u00c9 complicado estimar quanta coisa existe de verdade no universo que enxergamos, mas d\u00e1 para presumir pela densidade m\u00e9dia que encontramos nas nossas observa\u00e7\u00f5es.<\/p>\n
Juntando todas as estrelas, planetas, asteroides, poeira, g\u00e1s e at\u00e9 mesmo a mat\u00e9ria que n\u00e3o vemos mas exerce gravidade (mat\u00e9ria escura), chegamos num daqueles n\u00fameros inimagin\u00e1veis de 10 elevado a algumas dezenas em quilos. N\u00famero de quilos que n\u00e3o d\u00e1 pra escrever num caderno inteiro por causa de tantos zeros…<\/p>\n
Pois bem, se voc\u00ea pega uma dessas estimativas de massa no universo e coloca na equa\u00e7\u00e3o de Schwarzschild para encontrar o tamanho m\u00ednimo que o universo precisaria ser contra\u00eddo para virar um buraco negro, voc\u00ea encontra uma medida de… mais de 300 bilh\u00f5es de anos-luz. Voc\u00ea refaz com outro valor, acha algo na faixa de 200. E como eu disse antes, temos bastante confian\u00e7a que o universo vis\u00edvel n\u00e3o passa de 100 bilh\u00f5es de anos-luz de tamanho.<\/p>\n
Alguma coisa n\u00e3o fecha. Segundo essa equa\u00e7\u00e3o, o nosso universo vis\u00edvel tem massa suficiente num espa\u00e7o apertado o suficiente para… ser um buraco negro.<\/p>\n
Prova ineg\u00e1vel que estamos dentro de um buraco negro? Claro que n\u00e3o. \u00c9 uma s\u00e9rie de presun\u00e7\u00f5es sem comprova\u00e7\u00e3o experimental ainda. N\u00e3o fizemos nenhum buraco negro ainda para saber se a matem\u00e1tica bate. Temos imensa dificuldade de sequer compreender o que \u00e9 a maior parte da mat\u00e9ria aparente no universo. \u00c9 uma ideia ainda. Uma ideia que, se voc\u00ea come\u00e7ar a tentar completar com observa\u00e7\u00f5es, fica curiosamente mais e mais tentadora de acreditar.<\/p>\n
Eu falei sobre o horizonte de eventos anteriormente, e por causa dele existe uma caracter\u00edstica (te\u00f3rica) muito interessante sobre buracos negros: o tamanho dele interfere muito no tipo de for\u00e7a que voc\u00ea sentiria ao passar pelo horizonte de eventos. Numa compara\u00e7\u00e3o puramente visual, \u00e9 a diferen\u00e7a entre voc\u00ea passar pelo v\u00e3o de uma porta ou um buraco de agulha. D\u00e1 pra passar pela porta sem problemas, mas o buraco da agulha vai exigir que seu corpo seja transformado num fio.<\/p>\n
O que, ali\u00e1s, \u00e9 o processo de nome hil\u00e1rio chamado espaguetifica\u00e7\u00e3o: como a diferen\u00e7a entre a gravidade dentro do buraco negro e fora \u00e9 t\u00e3o grande, um ser humano entrando num buraco negro teria incont\u00e1veis vezes mais for\u00e7a puxando seu p\u00e9 do que sua cabe\u00e7a, por exemplo. Voc\u00ea seria transformado num fio de espaguete para entrar no buraco negro. N\u00e3o seria nem um pouco saud\u00e1vel.<\/p>\n
Agora, se o buraco negro for muito grande, \u00e9 poss\u00edvel que a diferen\u00e7a entre a for\u00e7a da gravidade de um lado e de outro n\u00e3o seja suficiente para destruir tudo o que passa pelo horizonte de eventos. Novamente, \u00e9 uma compara\u00e7\u00e3o s\u00f3 visual (n\u00e3o f\u00edsica), mas \u00e9 como cair num buraco muito grande, onde voc\u00ea passa inteiro. Nesse poss\u00edvel caso, acredita-se que alguma coisa possa entrar no buraco negro sem necessariamente ser totalmente destru\u00edda.<\/p>\n
Quanto menor o buraco negro, mais terr\u00edvel \u00e9 ser sugado para dentro dele.<\/p>\n
Agora, eu quero que voc\u00ea se lembre do Big Bang: a ideia de que o universo come\u00e7ou num ponto infinitamente denso e explodiu em tamanho h\u00e1 14 bilh\u00f5es de anos atr\u00e1s. Vamos misturar as ideias?<\/p>\n
Imagine que um buraco negro min\u00fasculo, mas min\u00fasculo mesmo, acabou de come\u00e7ar. Na medida que a mat\u00e9ria de fora come\u00e7a a entrar, ela \u00e9 esmagada em tamanhos absurdamente pequenos para caber l\u00e1 dentro, liberando uma quantidade enorme de energia. Mas a gravidade do buraco negro j\u00e1 grande demais para deixar alguma coisa escapar. Para onde vai essa energia que est\u00e1 se acumulando dentro do buraco negro? Ela nunca pode sair.<\/p>\n
Com o passar do tempo, o buraco negro vai aumentando para acumular mais e mais mat\u00e9ria, ele ganha tamanho, mas a energia que esmagar tudo no tamanho de um buraco negro emite continua presa l\u00e1 dentro. Agora imagine que o Big Bang \u00e9 a gente vendo um buraco negro por dentro: as primeiras coisas que ca\u00edram aqui emitiam muita energia de um ponto muito pequeno, mas com o passar do tempo, o nosso universo ficou grande o suficiente para dar um \u201crespiro\u201d para essas part\u00edculas.<\/p>\n
O que eu quero dizer aqui \u00e9 que n\u00e3o \u00e9 obrigat\u00f3rio que qualquer ponto dentro de um buraco negro seja totalmente destrutivo: o buraco negro s\u00f3 quebra as coisas porque cria uma diferen\u00e7a imensa de gravidade entre dois pontos, mas se o buraco negro for muito grande, n\u00e3o tem tanta diferen\u00e7a assim. Seu p\u00e9 sente mais gravidade que a sua cabe\u00e7a aqui na Terra, mas \u00e9 t\u00e3o pouco que a gente nem percebe. A parte interna de um buraco negro do tamanho do nosso universo teria basicamente as mesmas propriedades do… nosso universo.<\/p>\n
Pode-se argumentar, embora de forma puramente te\u00f3rica, que estamos simplesmente vendo como um buraco negro funciona por dentro. Nossa realidade \u00e9 isso. E os buracos negros que vemos aqui s\u00e3o pontos de sa\u00edda para o outro lado.<\/p>\n
A teoria \u00e9 que dentro do buraco negro, o que n\u00f3s consideramos espa\u00e7o vire tempo e o que n\u00f3s consideramos tempo vire espa\u00e7o. Inverte. Se n\u00f3s estamos dentro de um buraco negro, quer dizer que l\u00e1 fora \u00e9 ao contr\u00e1rio: voc\u00ea pode se movimentar pelo tempo, mas n\u00e3o pelo espa\u00e7o. Afinal, o centro de um buraco negro \u00e9 chamado de singularidade: um ponto impossivelmente pequeno que muda toda a l\u00f3gica da f\u00edsica conhecida.<\/p>\n
O Big Bang pode ser essa singularidade, mas vista por dentro do buraco negro. Ela absorve energia do que est\u00e1 l\u00e1 fora e traz aqui para dentro. Mesmo que tudo que passe pelo horizonte de eventos seja quebrado, a gente n\u00e3o surgiu pronto do Big Bang, o universo demorou 14 bilh\u00f5es de anos para permitir a exist\u00eancia de seres humanos. Depois que o que estava l\u00e1 fora entrou, considerando o tamanho imenso do nosso potencial buraco negro universal, aqui dentro estava tranquilo para desenvolver tudo o que desenvolvemos.<\/p>\n
O universo pode estar expandindo porque continua absorvendo mat\u00e9ria, e n\u00e3o temos como provar que n\u00e3o estamos num buraco negro: porque n\u00e3o \u00e9 poss\u00edvel sair do universo observ\u00e1vel de dentro pra fora e n\u00e3o \u00e9 poss\u00edvel passar pelo horizonte de eventos do buraco negro de dentro pra fora. N\u00e3o tem diferen\u00e7a de verdade se for uma coisa ou outra.<\/p>\n
Eu at\u00e9 viajei mais sobre esse tema, mas esse \u00e9 o limite do que est\u00e1 mais ou menos estabelecido por ideias e estudos de pessoas muito mais gabaritadas em f\u00edsica e astronomia do que eu. Da\u00ed pra frente \u00e9 mais do que especula\u00e7\u00e3o cient\u00edfica, \u00e9 especula\u00e7\u00e3o pura mesmo.<\/p>\n
Mas \u00e9 divertido, se tiver interesse eu continuo. Por enquanto, eu s\u00f3 fico feliz se algu\u00e9m mais ficar com c\u00e9rebro travado com essa ideia da mesma forma que eu fiquei.<\/p>\n