O que acontece se você cair em um buraco negro

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 04:08

Se um astronauta se aproxima de um buraco negro, suas perspectivas não são muito boas.

Em suma, ele vai morrer. Mais detalhado - não se sabe exatamente o que vai acontecer. A ciência só pode especular. Mas não haverá nada particularmente agradável, acredite em mim.

A uma distância respeitosa, o buraco negro se comporta como uma estrela de massa semelhante - você pode entrar em uma órbita estável ao redor dele e girar ali por anos. De acordo com os cientistas, até planetas habitados podem existir lá. Mas quanto mais perto você chegar do buraco, mais problemas haverá.

A radiação vai matar uma pessoa

Se você acredita que um buraco negro só prejudicará uma pessoa quando ela cruzar o horizonte de eventos (a fronteira ao redor do buraco, por causa da qual nem mesmo a luz pode retornar), você está enganado. As dificuldades começarão muito mais cedo e serão literalmente mortais.

Os buracos negros raramente estão sozinhos. Via de regra, eles são cercados por uma enorme pilha de matéria - gás, que sobrou depois que o buraco foi picado por alguma estrela. O gás voa em órbita a uma velocidade tremenda, por isso tem uma energia cinética monstruosa e aquece até temperaturas gigantescas.

Essa coisa que gira rapidamente e incinerantemente quente ao redor de um buraco negro é chamada de disco de acreção.

Os visualizadores interestelares sabem como deve ser a aparência de um disco de acreção. O próprio buraco negro é invisível, pois absorve qualquer luz que incida sobre ele, mas o redemoinho de matéria ao seu redor pode ser visto. É o disco de acreção que é a coisa laranja brilhante que os telescópios do Event Horizon Telescope capturaram em abril de 2019.

Os discos de acreção dos buracos negros emitem uma radiação eletromagnética poderosa. A energia dos raios X e dos raios gama é um milhão de milhões de vezes maior do que a da luz visível.

Além disso, teoricamente, o próprio buraco negro também pode emitir radiação Hawking. É verdade que os astrofísicos ainda não têm certeza sobre isso, e a potência da radiação é insignificante.

Todos esses fluxos de partículas carregadas, que o buraco negro espalha por centenas de anos-luz ao seu redor, provavelmente não acrescentam saúde. O corpo celeste acabará com uma pessoa mesmo ao se aproximar com radiação comum, sem recorrer a violações da topologia das distorções do espaço e do tempo.

Será queimado pela questão do disco de acreção

Suponha que o astronauta cuide da segurança da radiação com antecedência - por exemplo, coloque um casaco forrado de chumbo com um metro de espessura sobre um traje espacial. E, determinado a descobrir o que há nas misteriosas profundezas do buraco negro, continua em queda livre em sua direção.

Mas outro obstáculo aguarda o pesquisador, a saber: o disco de acreção já familiar para nós. Consiste em um gás muito quente.

O disco aquece quando as partículas de gás colidem umas com as outras, fazendo círculos em uma velocidade vertiginosa ao redor do buraco negro. A energia cinética se transforma em energia térmica, e ela se sai muito bem - a matéria perto de um buraco negro médio pode aquecer até milhões ou até trilhões de Kelvin. Isso é um pouco mais alto do que, por exemplo, a temperatura do nosso Sol - 5.778 K na superfície, 15 milhões K no núcleo.

Provavelmente, não vale a pena lembrar que não é seguro voar através de fluxos de plasma incandescente. Se uma pessoa não morre por radiação, então uma temperatura alta.

Em geral, os discos de acreção de buracos negros supermassivos no centro das galáxias estão entre os objetos mais brilhantes do espaço. Eles são chamados de "quasares". A mais quente de todas, J043947.08 + 163415.7, assa como 600 trilhões de anãs amarelas normais como o Sol, se elas conspiraram e falaram ao mesmo tempo.

Periodicamente, a propósito, os buracos negros enviam para o Universo jatos relativísticos, ou jatos, - fluxos de plasma a uma velocidade próxima à da luz, geralmente em pares, dirigidos dos pólos em direções opostas.

Os astrofísicos ainda estão debatendo por que isso está acontecendo, mas parece que os campos magnéticos ao redor do buraco estão fazendo algo interessante com o gás no disco de acreção. O jato pode entrar em erupção continuamente por 10 a 100 milhões de anos.

Assim, ao cair em um buraco negro, a pessoa deve evitar seus pólos, para não cair sob os jatos relativísticos.

É espaguete

Em vista do exposto, provavelmente é melhor viajar para um buraco negro sem um disco de acreção. Isso também acontece - se não houver estrelas na vizinhança a partir das quais você possa bombear gasolina. Ou seja, o buraco já os engoliu com segurança.

Por exemplo, o buraco negro no centro da galáxia Markarian 1018 absorveu toda a matéria ao seu redor e ficou sem gás nas proximidades. Os astrofísicos chamam esses buracos de fome. Pobres coisas.

Ou o buraco supermassivo de Sagitário A no centro de nossa Via Láctea - ele tem um disco 1 extremamente pequeno e imperceptível.

2.. É por isso que é tão difícil ficar de olho nela.

Em geral, é bem possível se aproximar do horizonte de eventos de um buraco negro sem colidir com fluxos de plasma quente.

Os problemas que o astronauta terá em seguida dependerão do tamanho do buraco negro.

Se uma pessoa cai sobre um objeto que tem uma massa de, digamos, cerca de uma massa solar (332.946 vezes a massa da Terra), então isso é o que acontecerá.

À medida que nos aproximamos desse interessante corpo celeste, a força da gravidade com a qual ele afeta uma pessoa também aumentará. A uma certa distância do buraco, verifica-se que a gravidade nas pernas será muitas vezes maior do que a gravidade na cabeça. Essa diferença é chamada de "força da maré".

Os resultados da influência dessa força são descritos pelo físico Neil DeGrasse Tyson no livro "Morte em um buraco negro e outros pequenos problemas cósmicos".

Primeiro, as forças de maré do buraco negro vão rasgar o astronauta ao meio exatamente no meio do corpo (se, é claro, ele cair no buraco como um soldado, e não de lado). Então ele vai rasgar suas pernas e torso ao meio. Então de novo. E assim em uma progressão geométrica, até que mesmo os átomos dos quais a vítima é feita se decomponham em partículas elementares. Então, todo esse fluxo de partículas estará além do horizonte de eventos.

A terra também cria uma força de maré em seu corpo, mas não o suficiente para separá-lo, então não se preocupe.

Isso é tudo. O fenômeno é jocosamente chamado de "espaguetificação". Normalmente, as forças de maré dos buracos negros espagueteiam as estrelas, mas também lidariam com os humanos.

No entanto, há uma ressalva.

Algo terrível vai acontecer, mas não saberemos exatamente o que

As forças de maré, como explica Neil Tyson, aumentam quanto mais o tamanho do objeto em relação à distância ao centro do buraco. Isso significa que um buraco negro de tamanho médio rasgará o astronauta em pedaços e se dividirá em átomos mesmo ao se aproximar.

Mas se o buraco negro for grande o suficiente e com um raio enorme, suas forças de maré começarão a esticar o viajante depois que ele cruzar o horizonte de eventos.

Ao mesmo tempo, provavelmente, uma pessoa pode até sobreviver, diz o físico Leo Rodriguez, porque o horizonte de eventos não é uma barreira física, mas simplesmente a fronteira do efeito gravitacional de um buraco negro, no qual nem mesmo a luz pode escapar dele.

Um pouco antes de cair no horizonte, o viajante pode ter tempo para ver como toda a luz das estrelas ao redor é distorcida e, em seguida, encolhe até um ponto atrás, que primeiro fica vermelho, depois branco e depois azul. Isso se deve ao efeito da gravidade do buraco nos comprimentos de onda da luz que passa (isso é chamado de "deslocamento para o azul").

Mas ninguém pode dizer exatamente o que acontecerá no horizonte. O problema é que as leis da física a que estamos acostumados não funcionam lá. Portanto, os cientistas só podem presumir o que acontece com a matéria no buraco negro.

Muito provavelmente, de acordo com Neil Tyson, uma pessoa está espagueando com segurança, não apenas antes do horizonte de eventos, mas atrás dele. Então, o que resta do viajante cairá em uma singularidade - uma região do espaço com densidade infinita no centro do buraco. Aqui.

Portanto, não haverá estantes de livros e mensagens em código Morse do passado enviadas para sua filha como em Interestelar.