Buracos negros: os lugares mais secretos do Universo” foi o tema escolhido por Francisco Lobo para apresentar, através do sistema de videoconferência, ao 12ºB do Agrupamento de Escolas Abade de Baçal, no dia 28 de outubro.
O palestrante, Doutorado e investigador no Instituto de Astrofísica (IA) e Ciências do Espaço da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL), após uma breve apresentação, deu início à sessão fazendo referência aos vencedores do Prémio Nobel da Física de 2020, em virtude de ter desenvolvido trabalhos no âmbito dos Buracos Negros, tema que iria desenvolver. Fez ainda uma breve análise aos prémios Nobel da Física de 2017 pela descoberta de “Ondas Gravitacionais”, o que demonstra a importância do ramo da Física moderna.
Definiu Buraco Negro como sendo “um objeto altamente curvo com uma certa curvatura muito elevada e negro porque a luz não escapa”. Seguidamente, passou a uma breve abordagem sobre a história dos Buracos Negros, que começou em 1915 com Albert Einstein, quando propôs a Teoria da Relatividade Geral e subjacente a esta teoria uma equação: a equação de Einstein extremamente complexa. Em 1916, Karrl Schwarzschild ,em condições de guerra e apenas passados dois meses, encontrou a solução: solução de um buraco negro estático, que foi rejeitada. Em 1939, com Robert Oppenheimer e Hartland Snyder, resolveram as equações de Einstein para um colapso de uma estrela, mas não perceberam muito bem a solução. Só na década de 60 conseguiram perceber estas equações. No Ocidente falava-se numa “estrela colapsada” e na antiga URSS tinha o nome de “estrela congelada”. Em 1963, Roy Kerr encontrou a solução de um buraco negro em rotação, mas a designação popular “Buraco Negro” só surgiu em 1963. Em 1964, Roger Pensrose descobriu o Teorema da Singularidade, que prova que no interior destes buracos existe uma singularidade. Na década de 70, surgiram as primeiras evidências observacionais: são descobertos objetos compactos que emitem raios X e objetos de discos de rotação de acreção (matéria que roda em torno de um buraco negro e que emite radiação), jactos, etc.
Após esta retrospetiva histórica, passou para a abordagem do tema dos Quasares definindo-os.
Quasar 3C 273 – objeto quase estelar que emite uma enorme quantidade de energia – fonte de energia gravitacional, incluindo ondas de rádio. Atualmente tem como fonte um buraco negro supermassivo que se encontra no centro desta galáxia.
Os Buracos Negros foram classificados de acordo com a sua massa:
Buracos Negros Supermassivos – existem no centro das galáxias, com massa de milhares de milhões;
Buracos Negros Estelares – resultam do colapso de uma estrela, com massa de dez vezes a massa do Sol; resulta numa estrela de neutrões.
Buracos Negros Intermédios – são os do meio.
Devido à órbita das estrelas, existe um buraco Negro Supermassivo - em que a fonte de rádio conhecida é “Sagittarius A*”, que se encontra no núcleo da Via Láctea.
Atualmente podemos definir Buracos Negros como regiões extremas do Espaço e do Tempo; tendo em conta a Teoria da Relatividade Geral: Gravitação de Einstein, que se traduz por: geometria = matéria.
Equação de Einstein
O palestrante fez uma analogia entre uma bola de ténis e um berlinde em que “A matéria diz ao espaço como se deve encurvar e o espaço curvo diz à matéria como se mover”, sendo esta a dinâmica subjacente à equação de Einstein.
Da analogia da curvatura do Espaço-Tempo definiu Buracos Negros como sendo uma região extremamente curva com o tecido rasgado que está envolvido por uma singularidade que é um véu chamado horizonte de acontecimentos em que tudo o que entra não consegue sair, independentemente do objeto.
Referiu ainda os efeitos:
No Espaço - Para Buracos Negros com massa dez vezes a massa do Sol qualquer que seja o objeto que se aproxima sente Forças de Maré muito intensas e morre – e no Tempo: também sofre deformação próximo do Buracos Negros.
Seguidamente, mostrou ainda o Diagrama de Penrose sobre a solução da equação de Einstein, que Schwarzschild elaborou, onde aborda o tema dos Buracos Brancos, considerando os Buracos Negros como sendo um túnel de onde não é possível sair, e
mostrou como se obtém uma imgem de um Buraco Negro através de um disco de acreção, tendo sido observadas algumas simulações em várias perspetivas.
Abordou, ainda, o tema dos Projetos em desenvolvimento para explorar o nosso Cosmos, em quatro observatórios de ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser como:
LIGO: (Laser Interferometer Gravitational) Ondas Gravitacionais - que tem como missão medir as ondas Espaço-Tempo. Após análise concluiu-se que os Buracos Negros quando colidem emitem grandes radiações e fundem, emitem uma enorme quantidade de energia e ondas gravitacionais.
VIRGO (PISA) outro detetor de ondas - já detetou dez colisões de binários de Buracos Negros.
LISA: (Laser Interferometer Space Ant) – vai ser lançado para o espaço.
Espectro: ondas eletromagneticas - permitem explorar o lado visível.
Espectro: ondas Gravitacionais – permitem explorar o lado escuro, o próprio nascimento.
Concluindo, os LIGO podem vir a revolucionar o conhecimento sobre o Cosmos.
