Os enigmáticos buracos negros

"No buraco negro, nossas noções de espaço e tempo não fazem sentido; nada escapa dele, nem a luz"

(Marcelo Gleiser - Folha) Recentemente, cientistas usando o observatório espacial Chandra, da Nasa, fizeram uma descoberta fabulosa: a partir dos raios-X coletados pelas antenas do local, visualizaram pela primeira vez um buraco negro "recém-nascido", com apenas 30 anos de idade. A descoberta pode ajudar a decifrar alguns dos muitos enigmas sobre eles.

Esse pertence à galáxia M100 que, estando a 50 milhões de anos-luz da Terra, não é exatamente nossa vizinha. Isso significa que a radiação coletada deixou o buraco negro há 50 milhões de anos, pouco depois dos dinossauros desaparecerem do nosso planeta.

Pode parecer estranho que saibamos que ele tinha apenas 30 anos mesmo estando tão distante, mas não é: imagine a foto de um bebê enviada de navio do Brasil para a África. A viagem é longa, mas a foto mostra o mesmo bebê.

O buraco negro é o que sobrou de uma estrela gigante, com massa 20 vezes maior do que a do Sol. Como toda estrela, essa chegou ao fim de sua vida e explodiu violentamente, lançando parte de sua matéria ao espaço. A que sobrou, compactada pela ação da gravidade, condensou-se até formar um buraco negro -onde nossas noções de espaço e tempo deixam de fazer sentido.

Podemos imaginá-lo como uma região envolvida por uma membrana chamada de "horizonte de eventos". Tal como numa praia, onde o horizonte demarca o limite do que podemos ver, o horizonte de eventos demarca a fronteira entre o exterior e o interior do buraco negro: o que passa dele jamais retorna, inclusive a luz. Daí seu nome.

A questão é o que ocorre dentro do horizonte. Buracos negros são classificados pela sua massa e rotação. Os mais simples, os que não rodam, são caracterizados por uma "singularidade" em seu centro, um ponto onde as leis da física como as conhecemos deixam de funcionar.

O problema é que, perto da singularidade, a teoria que usamos para descrever os buracos negros -a relatividade geral de Einstein- não faz sentido. Precisaríamos usar uma teoria quântica da gravidade, algo que ainda não temos.

O pouco que sabemos, após o trabalho de Stephen Hawking, é que buracos negros evaporam: eles emitem radiação eletromagnética e, aos poucos, vão perdendo sua massa. Podemos até associar uma temperatura a eles, a temperatura de Hawking, T = (1023kg/M)K, onde M é a massa do buraco negro em quilogramas e K sua temperatura em Kelvin (1 Kelvin = -273 Celsius).

Portanto, um buraco negro com a massa do Sol (M=1030kg) emite radiação a 10-7K, muito fria. Mas como a temperatura vai com o inverso da massa, buracos negros leves podem brilhar bem intensamente. É o que ocorre ao fim de suas vidas! O que levanta uma questão interessante: o que ocorre com a singularidade quando o buraco negro evapora até o fim? Será que o horizonte desaparece por completo, revelando ao mundo a singularidade, feito o Aleph do conto homônimo de Jorge Luis Borges? Ninguém sabe.

Talvez um dia, usando os descendentes do Chandra, enxerguemos o ponto onde o espaço deixa de fazer sentido. Ou, talvez, algo de inesperado ocorra antes disso. Afinal, quando se trata de buracos negros, o inesperado é a norma.