Problema de pesquisa

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Problema de pesquisa

  1. 1. 1. Problema De Pesquisa: O que são singularidades? O que são singularidades nuas? Para que servem as singularidades em um Buraco Negro? Em que parte do Buraco Negro se encontram as Singularidades? Qual a diferença entre singularidades esféricas e as anulares? Como se formam singularidades nuas? Por que as singularidades são consideradas o “ponto zero” em um Buraco Negro? Há gravidade na Singularidade? Naum se sabe pois naum tem leis da física em um buraco negro Por que e como as singularidades nuas conseguem se separar dos Buracos Negros? O que acontece com objetos que passam por singularidades? As singularidades são responsáveis pela possível viagem no tempo? Como algo é atraído para as singularidades sem horizonte de eventos? Existem Buracos Negros sem singularidades? Todas as estrelas sofrem dois colapsos gravitacionais: o que provoca o seu nascimento e, o que provoca o seu desaparecimento. A gravidade faz com que as estrelas se contraiam, a menos que alguma força pare este processo. Durante este período de colapso final, as estrelas brilham uniformemente, mas quando o combustível nuclear acaba, o hidrogênio, o interior delas esfria e, a pressão do gás não consegue mais impedir a força gravitacional, desencadeando o colapso final. Há três possíveis mortes para uma estrela, e, todas são definidas pela massa inicial: - Uma estrela com a massa parecida à do Sol, entrará em colapso até que sua densidade se torne muito alta e a contração pare pela repulsão dos elétrons no seu interior. Esta estrela se tornará uma anã branca, uma estrela que assumiu o tamanho de uma Terra e, a temperatura mais fria. - Uma estrela com o dobro da massa do Sol, não terá seu colapso impedido pela pressão dos elétrons, então, continua se contraindo, até que as forças nucleares atuem e sustentem seu peso. Estas estrelas são caracterizadas como estrelas de nêutrons, muito maciça e com tamanho equivalente à uma cidade. Uma estrela como triplo da massa do Sol, não terá seu colapso impedido, nem mesmo pelas forças nucleares. Não há nenhuma força capaz de suportar sua enorme compressão. Estrelas como esta tem destino amedrontador. Elas continuam em colapso até desaparecerem por completo. Estrelas como estas são chamadas de “Buracos Negros”, são remanescentes de estrelas sem tamanho algum, que atravessam o tempo/espaço e não contêm nenhuma luz dentro de si, pelo fato de sua pressão ser tão grande que nem a luz consegue suportar. Todas estrelas tem uma “premonição”de morte, quando estão em sua fase final. Antes do colapso final a estrela se comprime e incha por algum tempo tornando-se, com seu último suspiro, uma gigante vermelha. Singularidades expostas podem ser mais estranhas que buracos negros Monte Basgall - 04/10/2007 Sagitarius A, onde se acredita haver um buraco negro. Não é a primeira vez que um cientista afirma que um buraco negro pode não ser negro . Agora, porém, dois físicos teóricos afirmam ter encontrado uma forma de demonstrar essa teoria. Foi Albert Einstein quem lançou a teoria original segundo a qual estrelas maiores do que o Sol podem entrar em colapso e se comprimir emsingularidades - é assim
  2. 2. que os físicos chamam os buracos negros . Singularidades são entidades tão massivamente densas que as leis da física não funcionam mais em seu interior. Horizonte de eventos Desde então, os astrônomos têm descoberto evidências indiretas da existência real dessas entidades, graças à conjectura da censura cósmica. Esta conjectura estabelece que singularidades "realísticas" - aquelas que podem realmente se formar na natureza - devem estar sempre escondidas por uma barreira chamada de horizonte de eventos, uma fronteira imaginária da qual a luz não consegue escapar. É isto que os torna perpetuamente negros para o resto do universo. Mas o físico Arlie Petters, da Universidade de Duke, Estados Unidos, acredita que a censura cósmica é "uma conjectura aberta, que é muito difícil de se provar e muito difícil de ser negada." Singularidade exposta Kip Thorne e John Preskill, dois pesquisadores do Instituto de Tecnologia da California, vêm defendendo há mais de uma década que uma singularidade exposta- algo como um buraco "não-negro", que pode ser visto - pode existir em determinadas condições. É aí que entra a nova teoria, lançada por Petters e seu colega Marcus Werner. Eles acreditam ter descoberto uma forma de detectar a presença de uma singularidade exposta. Incertezas Os astrônomos não podem afirmar com certeza que todos os buracos negros são realmente negros porque as evidências que eles possuem de sua existência são todas indiretas. A principal dessas evidências é a fantástica força gravitacional que uma entidade invisível - potencialmente um buraco negro - exerce sobre a matéria ao seu redor. Há ainda a emissão de radiações de alta energia ou a órbita quase inacreditável das estrelas vizinhas. Mas, como são todas evidências indiretas, não há como afirmar nada com certeza sobre a singularidade propriamente dita. Lentes gravitacionais Petters é um especialista em lentes gravitacionais , outro efeito da relatividade que permite que massivas fontes de gravidade dividam a luz de fundo em múltiplas imagens. Ele e outro pesquisador, Charles Keeton, da Universidade Rutgers, já haviam proposto que o fenômeno de lentes gravitacionais poderia ser utilizado para mostrar que a censura cósmica poderia ser violada. Esta teoria, contudo, só vale para singularidades que não giram, o que os físicos concordam que não é algo realístico, tratando-se apenas de entidades teóricas. As singularidades já detectadas parecem girar e muito rapidamente - mais de 1.000 vezes por segundo. Buracos negros se revelam
  3. 3. Agora, Petters e Werner demonstraram que um buraco negro pode se tornar uma singularidade exposta se seu momento angular - um efeito de seu giro - for maior do que sua massa. No caso de um buraco negro pesando cerca de 10 vezes mais do que nosso Sol, isso significaria alguns milhares de rotações por minuto. Conforme os cálculos dos dois cientistas, se existir um buraco negro com essas características, ele irá dividir a luz das estrelas ou galáxias que estiverem por detrás dele, deixando um rastro que poderá ser detectado utilizando-se instrumentos estado-da-arte ou que poderão ser construídos com o conhecimento atual. Crenças "Se você me perguntar se eu acredito que as singularidades expostas existem, eu lhe direi que estou em cima do muro," disse petters. "De certa forma, eu espero que eles não estejam lá. Eu preferiria encontrar os familiares buracos negros. Mas eu mantenho a mente aberta o suficiente para aceitar a tese contrária." Não é para menos. Afinal, como ele mesmo afirma, uma singularidade exposta abalaria os fundamentos da relatividade geral. http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php? artigo=010130071004 Uma singularidade gravitacional (algumas vezes chamada singularidade espaço- tempo) é, aproximadamente, um ponto do espaço-tempo no qual a massa, associada com sua densidade, e a curvatura do espaço-tempo (associado ao campo gravitacional) de um corpo são infinitas. Mais precisamente, uma geodésica espaço- tempo que contenha uma singularidade não pode ser tratada de uma maneira diferencial contínua. O limite matemático de tal geodésica é a singularidade. Os dois mais importantes tipos de singularidades são singularidades de curvatura e singularidades cônicas. Singularidades podem ser divididas ainda a se elas estão ligadas a um horizonte de eventos ou não ("singularidades nuas"). De acordo com a relatividade geral, o estado inicial do universo, no início do Big Bang, seria uma singularidade, ou um ponto isolado no espaço. Outro tipo de singularidade previsto pela relatividade geral seria um buraco negro: certas estrelas, após acabar o seucombustível necessário para a fusão nuclear, entram em um colapso gravitacional, desabando sua massa em direção ao seu centro, formando além de determinado ponto de densidade um buraco negro, dentro do qual existiria uma singularidade (coberto com um horizonte de eventos), para onde toda a matéria próxima fluiria. Estas singularidades são singularidades de curvatura. [editar] Interpretação
  4. 4. Muitas teorias em física tem singularidades matemáticas de um tipo ou outro. Equações destas teorias físicas predizem que a variação de algumas grandezas tornam-se infinitas ou crescem sem limite. Isto é geralmente um sinal de uma peça perdida na teoria, como na catástrofe ultravioleta e narenormalização. Em supersimetria, uma singularidade no módulo espacial acontece usualmente quando há adicionais graus de liberdade de perda de massa em certo ponto. Similarmente, pensa-se que singularidades no espaço-tempo frequentemente significam adicionais graus de liberdade que existem somente no interior da vizinhança da singularidade. Pelo mesmo, campos relacionados ao espaço-tempo inteiro também existiriam; por exemplo, o campo eletromagnético. Em exemplos conhecidos da teoria das cordas, os últimos graus de liberdade são relacionados a cordas fechadas, quando os graus de liberdade são "furados" à singularidade e relacionados com qualquer cordas abertas ou a um distorcido setor de uma topologia. [editar] Ocorrência de singularidades As singularidades são importantes porque sua existência supõe uma falha ou interrupção das predições da teoria da relatividade geral. Tanto a descrição do espaço-tempo como da matéria feita pela teoria da relatividade não podem ser corretas próximo de uma singularidade. Inclusive algumas teorias alternativas à relatividade geral como a teoria relativista da gravitação não conduzem ao surgimento de singularidades. De fato a teoria geral da relatividade, e presumivelmente suas alternativas, só dão uma descrição adequada da gravitação e espaço-tempo em escalas muito maiores que o comprimento de Planck lP: Onde: é a constante de Planck reduzida, constante da gravitação universal, é a velocidade da luz. Desse limite quântico se deve esperar que igualmente a teoria da relatividade deve ser adequada quando prediz uma curvatura da ordem de lP-2 coisa que ocorre muito próximo das singularidades de curvatura como as existentes dentro dos vários tipos de buraco negro. [editar] Tipos de singularidades Geometricamente as singularidades podem ser:
  5. 5.  Hipersuperfícies abertas: este tipo de singularidade pode ser encontrado em buracos negros que não tenham conservado o momento angular, como é o caso de um buraco negro de Schwarzschild ou um buraco negro de Reissner- Nordstrom.  Hipersuperfícies fechadas: como a singularidade toroidal ou em forma de anel, que normalmente faz sua aparição em buracos negros que tenham conservado seu momento angular, como pode ser o caso de um buraco negro de Kerr ou um buraco negro de Kerr-Newman, aqui a matéria, devido ao giro, deixa um espaço no meio formando uma estrutura parecida à de uma "rosquinha". Segundo seu caráter as singularidades podem ser:  Singularidades espaciais, como a que se encontra em um buraco negro de Schwarzschild em que uma partícula deixa de existir por certo instante de tempo; dependendo de sua velocidade, as partículas rápidas tardam mais em alcançar a singularidade ainda que as mais lentas desapareçam antes. Este tipo de singularidade é inevitável, já que cedo ou tarde todas as partículas devem atravessar a hipersuperfície temporal singular.  Singularidades temporais, como a que se encontra em buracos negros de Reissner-Nordstrom, Kerr e Kerr-Newman. Por serem hipersuperfícies espaciais, uma partícula pode escapar delas e portanto trata-se de singularidades evitáveis. Segundo a visibilidade para observadores assintoticamente inerciais separados da região de buraco negro estas podem ser:  Singularidades nuas: existem casos nos buracos negros onde devido a altas cargas ou velocidades de giro, a zona que rodeia a singularidade desaparece (em outras palavras o horizonte de eventos) deixando a esta visível no universo que conhecemos. Supõe-se que este caso seja proibido pela "regra do censor cósmico", que estabelece que toda singularidade deve estar separada do espaço.  Singularidades dentro de buracos negros. De outro modo, a matéria se comprime até ocupar uma região inimaginavelmente pequena ou singular, cuja densidade em seu interior resulta infinita. Significa que tudo aquile que cai dentro do horizonte de eventos é tragado, "devorado" por um ponto que
  6. 6. poderíamos denominar "sem retorno", e isto é tão assim que nem a luz pode escapar deste fenômeno celeste. Não pode escapar porque a força da gravidade é tão grande que nem sequer a luz viajando a 300 000 km/s o consegue, porque a enorme atração afeta de tal modo a luz que os feixes luminosos emitidos se desviam de sua trajetória inclinando-se tanto em direção à deformação que já não podem escapar. Neste caso, a velocidade de escape ou velocidade de fuga tornou-se maior em valor que a velocidade da luz. Segundo a teoria da relatividade de Einstein, como nada pode viajar a uma velocidade maior que a da luz nada pode escapar. http://saber.sapo.mz/w/index.php?title=Singularidade_gravitacional&printable=yes Singularidade exposta 19/12/2007 Por Fábio de Castro Agência FAPESP – Poucos segredos no Universo são tão bem guardados quanto o interior de um buraco negro. O horizonte de eventos – como é conhecida sua região fronteiriça, a partir da qual a força gravitacional é tão imensa que nada pode escapar – mantém escondida a chamada singularidade, um ponto no espaço-tempo no qual as leis conhecidas da física não valem. Um estudo realizado por dois brasileiros, George Matsas, professor do Instituto de Física Teórica (IFT) da Universidade Estadual Paulista (Unesp), e o doutorando André da Silva, sugere a possibilidade de se "desnudar" o centro de um buraco negro, desfazendo-se o horizonte de eventos por meio de um processo da mecânica quântica conhecido por tunelamento. O artigo foi publicado na edição de novembro da Physical Review Letters e motivou uma reportagem na revista Nature, por contradizer a hipótese da "censura cósmica", conjecturada em 1969 pelo físico inglês Roger Penrose, segundo a qual não seria possível existir singularidades "nuas", isto é, não revestidas pelo horizonte de eventos. "A relatividade geral não tem elementos para desvendar a estrutura de uma singularidade. Mas acreditamos que, em uma futura teoria da gravitação quântica, a singularidade nua não será problemática", disse Matsas à Agência FAPESP. Segundo o cientista, a singularidade é uma região com densidade tendendo ao infinito – com massa finita e volume próximo a zero – que concentra toda a energia do buraco negro. "Nessas regiões, nossos conceitos de tempo e espaço não se aplicam. Desvendar a natureza da singularidade poderia levar a uma quebra de paradigma, revolucionando esses conceitos", explicou. No entanto, segundo o físico, ninguém sabe ao certo as conseqüências de se "desnudar" a singularidade. "O horizonte de eventos protege o resto do Universo de ser contaminado pela singularidade. Segundo a relatividade geral, ao se expor uma singularidade parte do Universo pode sofrer perturbações imprevisíveis", afirmou. De acordo com o professor do IFT da Unesp, a conjectura de Penrose propõe que o próprio Universo teria encontrado no horizonte de eventos uma forma para se proteger da imprevisibilidade inerente das singularidades, impedindo sua exposição.
  7. 7. "Podemos dizer que a conjectura postulada por Penrose realmente ‘censura’ a obscenidade de uma singularidade nua. O Universo teria nos protegido de vislumbrar o impensável", disse. Mas a singularidade só seria "censurada" dentro da relatividade geral. "Acreditamos que ela poderia ser desvendada em uma teoria da gravitação quântica, que levaria em conta tanto ingredientes quânticos como da relatividade. O problema é que ainda não temos essa teoria completa", destacou. Chute com efeito Matsas conta que no estudo foi utilizada uma teoria semiclássica, com aplicação de ingredientes da mecânica quântica e da teoria da relatividade geral a fim de saber se existe um mecanismo quântico que possa gerar singularidades nuas na natureza. "Sabe-se que um buraco negro não pode ter mais rotação do que um certo limite. Se isso ocorrer, o horizonte de eventos desaparece e a singularidade passa a ficar exposta. O problema era saber como um buraco negro poderia rodar muito mais rápido", disse Matsas. Segundo os cientistas, isso poderia ser feito por uma partícula lançada tangencialmente no buraco negro que – de modo similar a uma bola chutada "com efeito" – aumentasse a rotação do buraco ao ser absorvida. Mas, no contexto da relatividade geral, isso ainda não seria suficiente para rodar o buraco com velocidade capaz de expor a singularidade. "Por conta disso, levamos em consideração o efeito quântico do tunelamento. Com ele, uma partícula lançada tangencialmente, mas com muito pouca energia, seria capaz de ser absorvida ao atingir o horizonte de eventos, rotacionando o buraco negro além do limite que pode suportar, expondo, em conseqüência, sua singularidade", disse. Matsas explica que, de acordo com a mecância quântica, as partículas quânticas têm a estranha propriedade de "tunelar" por meio de barreiras que, de acordo com a mecânica clássica, não teriam energia suficiente para suplantar. "Nossa idéia é que essa partícula tunelaria buraco adentro por um potencial gravitacional. A probablidade é muito pequena, por isso ser improvável para corpos macroscópicos, mas nosso problema é conceitual. Em princípio calculamos a propriedade de tunelamento e concluímos que ela é diferente de zero. Dentro de uma teoria da gravitação quântica, não há por que não acreditar que singularidades nuas não se formassem", afirmou o físico. Mas, para ter certeza de que as singularidades nuas podem ser formadas, será preciso dispor de uma teoria completa da gravitação quântica, adverte Matsas. "Sem ela, não podemos ter certeza de que outros efeitos ainda não contemplados poderiam interferir na formação de uma singularidade nua. Por enquanto temos apenas uma evidência semiclássica", afirmou. Embora a teoria da gravitação quântica esteja incompleta, segundo Matsas há um híbrido teórico semiclássico bastante sólido com o qual se pode trabalhar. "Não se espera que um avião vá à Lua. Basta que ele cumpra sua função dentro de suas limitações. Da mesma forma, uma teoria não tem obrigação de ser completa, mas de ser sólida em relação àquilo a que se presta", ressaltou http://www.agencia.fapesp.br/materia/8189/especiais/singularidade-exposta.htm Como encontrar um Buraco Negro
  8. 8. Não é possível observar um buraco negro diretamente porque ele não emite radiação. Entretanto, um buraco negro exerce força gravitacional sobre os corpos ao seu redor e graças a isso podemos detectá-lo. Um modo de detectar um candidato a buraco negro é procurá-lo em sistemas binários (duas estrelas que orbitam uma ao redor da outra) onde uma das componentes do sistema parece ser invisível e tenha massa maior do que 3-6 Msolares. Disco de acresção orbitando um Buraco Negro. Através do estudo da deflexão da órbita da estrela visível do sistema duplo pode-se descobrir a massa do objeto invisível e assim confrontar o resultado encontrado com o limite mínimo de massa para a existência de um buraco negro. Outro indício de que o sistema possa conter um buraco negro é a presença de um disco de acresção. Este se forma porque o buraco negro captura matéria da companheira que é "engolida" através de um disco no qual a matéria pode perder o excesso de momentum angular via um processo de fricção que aquece a matéria capturada a 107 K. Este aquecimento provoca uma forte emissão de raios-X. As emissões fortes de raios-X podem vir de outras fontes. Assim devem existir evidências mais específicas de que estes raios sejam mesmo originados em um disco de acresção aquecido por fricção, orbitando um buraco negro. Para que um candidato seja realmente um disco de acresção ele deve ter dimensões pequenas (da ordem de dias-luz) para que seja coerente com o modelo proposto. Deste modo deve-se procurar fontes de raios-X com período de variação da emissão da ordem de dias-luz. Outro indício da presença de discos de acresção é o efeito Doppler na luz emitida (observável se o disco emitir radiação em uma linha de emissão de comprimento de onda ao conhecido). Se o disco de acresção estiver inclinado em relação ao observador, este observador verá um lado do disco se "aproximar" com uma certa velocidade (que é muito alta para um disco de acresção orbitando um buraco negro) e verá o outro lado do disco se afastar com a mesma velocidade
  9. 9. http://www.algosobre.com.br/fisica/buracos-negros/pagina-3.html Um Buraco Negro, numa maneira muito simplista, é uma região do espaço onde há tanta massa concentrada que é impossível a qualquer corpo fugir à sua força gravitacional. Como até agora o melhor conhecimento sobre gravidade que temos, é a teoria da relatividade de Einstein, vamos tentar perceber melhor alguns resultados dessa teoria. Vamos supor que estamos de cima de um planeta qualquer (por exemplo, a Terra). Agora, agarramos numa pedra e atiramo-la para o ar. O que vai acontecer é que devido à força gravitacional do planeta, a pedra vai perder velocidade até que volta a cair no chão. Mas, se conseguirmos atirar a pedra com força suficiente, ele venceria a força gravitacional e continuaria a subir eternamente. À força que é preciso aplicar à pedra para escapar à gravidade do planeta chama-se velocidade de escape. Na Terra, a velocidade de escape é de 11.2 Km por segundo enquanto na lua é de apenas 2.4 Km por segundo. Agora imagine um objecto com uma concentração de massa tão grande, que a velocidade de escape é maior do que a velocidade da luz. Como nada é mais rápido do que a luz, nada consegue escapar ao campo gravitacional do objecto. A ideia de uma concentração de massa tão grande, que nem um raio de luz lhe conseguiria escapar, já vem de Laplace no século XVIII. Quase imediatamente depois de Einstein ter desenvolvido a teoria geral da relatividade, Karl Schwarzschild descobriu uma solução matemática para as equações da teoria que descreviam tal objecto. Só muito mais tarde, com o trabalho de pessoas com o Oppenheimer, Volkoff e Snyder nos anos 30 as pessoas pensaram seriamente sobre a possibilidade de esses objectos existirem realmente no Universo. Estes cientistas mostraram que quando uma estrela suficientemente massiva fica sem combustível, não consegue suportar-se contra a sua própria força gravitacional e acaba por transformar-se num Buraco Negro. Mais à frente explicarei este mecanismo com mais detalhe. Na relatividade geral, a gravidade é uma manifestação da curvartura do espaço e do tempo. Objectos com uma grande concentração de massa distorcem o espaço e o tempo de maneira a que as regras normais de geometria deixam de se aplicar. Perto de um Buraco Negro, esta distorção do espaço é extremamente severa e leva a que os Buracos Negros tenham algumas propriedades muito estranhas. Em particular, os Buracos Negros têm algo chamado “horizonte de acontecimentos” (vou apenas chamar-lhe horizonte). O horizonte é uma superfície esférica que marca a fronteira do Buraco Negro. Podes passar para lá do horizonte, mas já nunca poderás sair. Podemos pensar no horizonte como o local onde a velocidade de escape iguala a velocidade da luz. O horizonte tem algumas propriedades geométricas muito estranhas. Para um observador que esteja bem afastado do Buraco Negro, o horizonte parece uma superfície esférica, estática e imóvel. Mas quando nos aproximamos compreendemos que ele tem uma velocidade muito grande. Na verdade, ele está a mover-se para fora à velocidade da luz! Isto explica porque é fácil atravessar o horizonte em direcção ao Buraco Negro, mas impossível sair. Visto que o horizonte se está a mover para fora à velocidade da luz, de maneira a sair do Buraco Negro, teríamos de viajar mais rápido do que a luz (o que não é possível). Isto pode parecer um bocado estranho, mas não se preocupem: é estranho. O horizonte está de certa forma parado, mas noutro sentido está a afastar-se à velocidade da luz. Podemos ver isto como uma pessoa que corre num tapete rolante para fazer exercício. Ela tem de correr para se manter no mesmo sítio. Imaginem que o tapete se move à velocidade da luz. A pessoa para não ser arrastada pelo tapete, teria de correr à velocidade da luz!!! Outro aspecto interessante num Buraco Negro é o seu centro. O centro de um Buraco Negro é uma singularidade. Uma singularidade tem um volume minúsculo, mas uma densidade muito grande. Na singularidade o espaço deixa de existir e os termos passado, presente e futuro deixam de ter sentido. O tempo deixa pura e simplesmente de existir. Como isto vai contra alguns fundamentos da física convencional, começaram a fazer-se desenvolvimentos no campo da física quântica. Há uma teoria (John Gribbin em “O Nascimento do Universo”) que diz que o Universo é ele mesmo um enorme Buraco Negro. Porém, é um Buraco Negro com algumas diferenças. O Universo ainda se encontra em expansão, mas um dia quando parar de se expandir e começar a encolher em direcção a uma singularidade, terá o comportamento de um Buraco Negro. Eu não vou dizer que não é no verdadeiro sentido da palavra porque ele faz questão de referir várias vezes no seu livro que o Universo é um Buraco Negro. Proponho-vos a leitura do livro para um melhor entendimento quer dos Buracos Negros, quer do Universo.
  10. 10. Agora vamos supor que decidimos ir ter com um Buraco Negro. Por exemplo um Buraco Negro com uma massa um milhão de vez superior à do sol. Arranjamos uma nave e metemo-nos em viagem. Quando estamos a uma distância do centro do Buraco Negro de 10 vezes o seu raio, decidimos desligar os motores. Demoraríamos cerca de 8 minutos a chegar ao horizonte do Buraco Negro e assim que passássemos o horizonte, 7 segundos depois chegaríamos ao centro do Buraco Negro. Quando passamos o horizonte, podemos olhar para fora e continuar a ver tudo como dantes, pois a luz continua a alcançar-nos. À medida que nos aproximamos do centro do Buraco Negro (singularidade), as forças gravitacionais ficam cada vez mais intensas. Assim, os nossos pés, que estão mais perto do centro, seriam puxados com mais força do que a nossa cabeça. Passado pouco tempo teríamos sido desfeitos aos bocados. Logo, não é boa ideia ir para dentro de um Buraco Negro. Vamos agora ver como se forma um Buraco Negro. Para isso temos de considerar a gravidade interna de uma estrela.Enquanto a gravidade empurra a matéria para dentro, a pressão interna faz com que a matéria saia disparada para o Universo. O equilíbrio destas forças faz com que a estrela mantenha o seu tamanho. Contudo, quando uma estrela fica sem combustível, a gravidade vai ganhar a luta e a estrela pode começar-se a contrair devagar ou entrar em colapso rapidamente, dependendo da sua estrutura interna e composição. A estrela pode acabar como um Buraco Negro. Depende se o seu colapso é parado por outra força (que não a produzida por gás quente). Há outra forma de pressão que não a do ar quente. Por exemplo, se experimentar pressionar a mão contra a sua secretária, ela não se deforma, consegue suportar o seu peso. A pressão que mantém a secretária rígida é causada pelas forças entre os átomos da secretária. Os electrões dentro dos átomos têm de se evitar uns aos outro (por exemplo, eles não podem estar todos na mesma “órbita atómica” – isto é chamado “principio de exclusão”). Assim, se tivermos uma quantidade de electrões a moverem-se livremente, eles teriam de se evitar uns aos outros. Quanto mais os apertarmos, menor é o espaço para eles se movimentarem livremente, fazendo uma força contrária à que está a ser por nós exercida. É este principio de exclusão que pode evitar que a estrela se transforme num Buraco Negro (ficando como uma anã branca). Tomando com o exemplo o sol, quando ele se extinguir e começar a encolher, quando chegar a aproximadamente o diâmetro da Terra, o “principio de exclusão” consegue aguentá-lo. Logo, o nosso sol nunca se transformará num Buraco Negro. É necessário ter pelo menos 3 vezes mais massa que o sol para a força gravitacional conseguir causar o Buraco Negro. O tamanho de um Buraco Negro, depende muito da estrela que o originou. Os cientistas desconfiam que no centro das galáxias existem Buracos Negros enormes, com uma massa milhões de vezes superior à do sol. http://www.dfq.feis.unesp.br/astro/buracos.php Buracos negros Quando as estrelas que têm mais de quatro vezes a massa do sol chegam ao fim da vida e já queimaram todo seu combustível, elas entram em colapso sob a pressão de seu próprio peso. Esta implosão cria "buracos negros" que têm campos gravitacionais tão intensos que nem a luz consegue escapar deles. Qualquer coisa que entre em contato com o horizonte de eventos do buraco negro será engolida. O Imagem cedida pela NASA horizonte de eventos é a entrada de um buraco negro, do qual nada pode escapar. Você pode imaginar a forma de um buraco negro pensando em algo parecido com uma casquinha de sorvete. Ele é largo na parte de cima e termina num ponto, chamado de singularidade. Na singularidade, as leis da física deixam de existir e toda matéria é esmagada até ficar irreconhecível. Este tipo de buraco negro não-rotativo é chamado de buraco negro de Schwarzschild, em homenagem ao astrônomo alemão Karl Schwarzschild.
  11. 11. Outro tipo de buraco negro, chamado de buraco de Kerr, também é teoricamente possível. Os buracos de Kerr são buracos negros rotativos que poderiam ser usados como portais para viajar no tempo ou para viajar auniversos paralelos. Em 1963, o matemático neozelandês Roy Kerr propôs a primeira teoria realista para um buraco negro rotativo. Nesta teoria, as estrelas que estão morrendo colapsariam em um anel de nêutrons rotativo que produziria força centrífuga suficiente para impedir a formação de uma singularidade. Já que o buraco negro não teria uma singularidade, Kerr acreditava que seria seguro adentrá-lo sem ser esmagado pela força gravitacional infinita de seu centro. Se os buracos de Kerr existirem, talvez seja possível atravessá-los e sair num buraco "branco". Um buraco branco teria função inversa à do buraco negro. Portanto, em vez de atrair tudo que estiver ao alcance de sua força gravitacional para dentro de si, ele usaria algum tipo de matéria exótica comenergia negativa para empurrar tudo para fora e para longe de si. Estes buracos brancos seriam a nossa maneira de entrar em outras épocas ou em outros mundos. Dado o pouco que sabemos sobre os buracos negros, talvez os buracos de Kerr possam existir. No entanto, o físico Kip Thorne, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, acredita que as leis da física impedem sua formação. Ele diz que não há como entrar e sair de um buraco negro e que qualquer coisa que tente entrar lá será engolida e destruída antes mesmo de chegar à singularidade. Buracos de minhoca Thorne acredita que possa existir no universo um outro tipo de estrutura, em forma de túnel, que poderia ser usada como um portal para viagens no tempo. Considera-se que os buracos de minhoca, também chamados depontes de Einstein-Rosen, tenham o maior potencial para viagens no tempo, se eles de fato existirem. Eles poderiam não só permitir viagens no tempo como também viajar para muitos anos-luz da Terra em apenas uma fração da quantidade de tempo que seria necessária com os métodos convencionais de viagens espaciais. Os buracos de minhoca são considerados possíveis com base na teoria da relatividade de Einstein, que diz que toda massa curva o espaço-tempo. Para entender esta curvatura, pense em duas pessoas segurando e esticando bem um lençol. Se uma pessoa colocasse uma bola de beisebol sobre o lençol, com o peso a bola rolaria para o meio do lençol, fazendo com que ele se curvasse naquele ponto. Agora, se uma bola de gude fosse colocada na beira do mesmo lençol ela viajaria na direção da bola de beisebol por causa da curva.
  12. 12. Imaginando que o espaço é um plano bidimensional curvado, buracos de minhoca como este seriam formados por duas massas que aplicam força suficiente no espaço-tempo para criar um túnel que conecta pontos distantes do universo Neste exemplo, o espaço é visualizado como um plano bidimensional, em vez das quatro dimensões que na verdade constituem o espaço-tempo. Imagine que este lençol esteja dobrado, deixando um espaço entre as partes de cima e de baixo. Colocar a bola de beisebol no lado de cima fará com que uma curvatura se forme. Se uma massa igual fosse colocada na parte de baixo do lençol, em um ponto correspondente ao ocupado pela bola de beisebol na parte de cima, eventualmente a segunda massa encontraria a bola de beisebol. É mais ou menos assim que os buracos de minhoca podem ser formar. No espaço, as massas que fazem pressão em diferentes partes do universo poderiam eventualmente formar um túnel, isto é, um buraco de minhoca. Poderíamos viajar da Terra para outra galáxia e voltar relativamente rápido. Por exemplo, vamos imaginar um roteiro em
  13. 13. que quiséssemos viajar para Sírio (ou Sirius), uma estrela vista na constelação do Cão Maior logo abaixo de Órion. Sírio está a cerca de 9 anos-luz da Terra, o que equivale a aproximadamente 90 trilhões de quilômetros. Obviamente, esta distância seria muito grande para que os viajantes espaciais a percorressem e voltassem a tempo de nos contar o que eles viram por lá. Até agora, o mais distante que as pessoas já viajaram no espaço foi até a Lua, que está a cerca de 400 mil km da Terra. Se pudéssemos encontrar um buraco de minhoca que nos conectasse no espaço ao redor de Sírio, poderíamos poupar um tempo considerável, evitando os trilhões de quilômetros que teríamos de percorrer com a viagem espacial tradicional. Como tudo isso se relaciona com a viagem no tempo? Conforme discutimos anteriormente, a teoria da relatividade diz que, à medida que a velocidade de um objeto se aproxima da velocidade da luz, o tempo desacelera. Os cientistas descobriram que mesmo na velocidade de uma nave espacial, os astronautas podem viajar alguns nanossegundos para o futuro. Para entender isto, imagine duas pessoas, um indivíduo A e um indivíduo B. O indivíduo A fica na Terra, enquanto o indivíduo B decola num foguete espacial. Na decolagem, seus relógios estão em perfeita sincronia. Quanto mais próximo da velocidade da luz viajar o foguete do indivíduo B, mais devagar passará o tempo para ele (em relação ao indivíduo A). Se o indivíduo B viajar durante poucas horas a 50% da velocidade da luz e retornar à Terra, ficará óbvio para ambos que o indivíduo A envelheceu bem mais rápido do que o indivíduo B. Esta diferença no envelhecimento se dá porque o tempo passou muito mais rápido para o indivíduo A do que para o indivíduo B, que estava viajando mais próximo da velocidade da luz. Muitos anos podem ter se passado para o indivíduo A, enquanto o indivíduo B experimentou um lapso de tempo de poucas horas. Aprenda mais sobre esteparadoxo dos gêmeos em Como funciona a relatividade especial. Se os buracos de minhoca puderem ser descobertos, isto talvez permita que viajemos tanto para o passado como para o futuro. Funcionaria assim: digamos que a entrada do buraco de minhoca seja portátil. Assim, o indivíduo B do exemplo anterior, que viajou no espaço durante poucas horas a 50% da velocidade da luz, poderia levar uma entrada de buraco de minhoca para o espaço, enquanto a extremidade oposta permaneceria na Terra com o indivíduo A. As duas pessoas continuariam a se ver enquanto o indivíduo B viaja no espaço. Quando o indivíduo B voltasse à Terra, poucas horas depois, para o indivíduo A alguns anos poderiam ter se passado. Agora, quando o indivíduo A olha através do buraco de minhoca que viaja no espaço, ele vai se perceber numa idade mais nova, a idade que ele tinha quando o indivíduo B foi lançado ao espaço. O bacana disso é que, ao entrar no buraco de minhoca, o indivíduo mais velho A poderia entrar no passado, enquanto o indivíduo mais jovem B poderia entrar no futuro. http://ciencia.hsw.uol.com.br/viagem-no-tempo3.htm 2)Buraco Negros Outro tipo de buraco negro, chamado de buraco de Kerr, também é teoricamente possível. Os buracos de Kerr são buracos negros rotativos que poderiam ser usados como portais para viajar no tempo ou para viajar a universos paralelos. Em 1963, o matemático neozelandês Roy Kerr propôs a primeira teoria realista para um buraco negro rotativo. Nesta teoria, as estrelas que estão morrendo colapsariam em um anel de nêutrons rotativo que produziria força centrífuga suficiente para impedir a formação de uma singularidade. Já que o buraco negro não teria uma singularidade, Kerr
  14. 14. acreditava que seria seguro adentrá-lo sem ser esmagado pela força gravitacional infinita de seu centro. Se os buracos de Kerr existirem, talvez seja possível atravessá-los e sair num buraco “branco”. Um buraco branco teria função inversa à do buraco negro. Portanto, em vez de atrair tudo que estiver ao alcance de sua força gravitacional para dentro de si, ele usaria algum tipo de matéria exótica com energia negativa para empurrar tudo para fora e para longe de si. Estes buracos brancos seriam a nossa maneira de entrar em outras épocas ou em outros mundos. O físico Kip Thorne, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, acredita que as leis da física impedem sua formação. Ele diz que não há como entrar e sair de um buraco negro e que qualquer coisa que tente entrar lá será engolida e destruída antes mesmo de chegar à singularidade. http://everythingideas.wordpress.com/category/buraco-negro/ Anatomia de um Buraco Negro Por definição, um buraco negro é uma região onde a matéria se a densidade infinita, e onde, como resultado, a curvatura do espaço-tempo é extrema. Além disso, o intenso campo gravitacional do buraco negro impede qualquer radiação eletromagnética ou outra luz de escapar. Mas onde fica o "ponto sem retorno" em que qualquer matéria ou energia está fadado a desaparecer do universo visível? O Event Horizon Aplicando as equações de Einstein do campo de estrelas em colapso, o astrofísico alemão Kurt Schwarzschild deduzido o raio crítico para uma dada massa, em que a matéria entraria em colapso em um estado infinitamente denso conhecido como uma singularidade. Para um buraco negro cuja massa é igual a 10 sóis, este raio é de cerca de 30 quilômetros ou 19 milhas, o que se traduz em uma circunferência de 189 km crítica ou 118 milhas. Buraco negro de Schwarzschild
  15. 15. Se você imaginar o mais simples de geometria tridimensional três para um buraco negro, que é uma esfera (conhecido como um buraco negro de Schwarzschild), negro buraco da superfície é conhecida como o horizonte de eventos. Atrás deste horizonte, a força da gravidade é enorme e nenhuma informação sobre o buraco negro no interior pode escapar ao universo exterior. Aparente versus Event Horizon Como uma estrela condenada atinge o seu perímetro crítico, uma "aparente" horizonte de eventos formas de repente. Por aparente "?" Porque ele separa os raios de luz que estão presos dentro de um buraco negro daqueles que podem se mover para longe dele. No entanto, alguns raios de luz que estão se afastando em um dado instante de tempo podem encontrar-se preso mais tarde, se mais de matéria ou energia cai no buraco negro, aumentando sua força gravitacional. O horizonte de eventos é traçado pelo "crítico" raios de luz que nunca vai escapar ou cair dentro Aparente versus Event Horizon Título Mesmo antes de a estrela encontra seu destino final, as formas horizonte de eventos no centro, fora os balões e rompe a superfície da estrela no momento em que diminui através do perímetro crítico. Neste momento, o horizonte de eventos aparente e direta como um: o horizonte. Para mais detalhes, consulte a legenda para o diagrama acima. A distinção entre o horizonte aparente eo horizonte de eventos pode parecer sutil, até mesmo obscuro. No entanto, a diferença torna-se importante em simulações de computador de como os buracos negros se formam e evoluem. Para além do horizonte de eventos, nada, nem mesmo a luz, pode escapar. Portanto, o horizonte de eventos funciona como uma espécie de "superfície" ou "pele" para além do qual podemos nos aventurar, mas não pode ver. Imagine o que acontece quando você se aproxima do horizonte, em seguida, cruzar o limiar. Cuidados a ter um one-way trip em um buraco negro ? O Singularity
  16. 16. No centro de um buraco negro está a singularidade, onde a matéria é esmagada de densidade infinita, a força da gravidade é infinitamente forte, e tem a curvatura do espaço-tempo infinita. Aqui não é mais sentido falar de espaço e tempo, espaço-tempo muito menor. Desordenados na singularidade, o espaço eo tempo deixam de existir como nós os conhecemos. Os Limites da Lei Física Newton e Einstein pode ter olhado para o universo de maneira muito diferente, mas eles concordaram em uma coisa: todas as leis físicas são intrinsecamente ligado com um tecido coerente de espaço e tempo. Na singularidade, no entanto, as leis da física, incluindo a Relatividade Geral, quebrar. Digite o estranho mundo da gravitação quântica. Neste reino bizarra em que o espaço eo tempo são desfeitos, causa e efeito não pode ser desvendado. Até hoje, não há nenhuma teoria satisfatória para o que acontece na e para além da singularidade. Censura Cósmica Não é nenhuma surpresa que ao longo de sua vida de Einstein rejeitou a possibilidade de singularidades. Assim foram as implicações perturbadoras que, pelo final dos anos 1960, os físicos especulam que o universo proibiu "singularidades nuas". Afinal, se uma singularidade estavam "nus", que poderia alterar todo o universo de forma imprevisível. Todas as singularidades dentro do universo deve ser "vestida". Mas dentro do que? O horizonte de eventos, é claro! censura cósmica é, portanto, cumprida. Nem por isso, no entanto, que final singularidade cósmica que deu origem ao Big Bang. Ciência versus Especulação Nós não podemos ver além do horizonte de eventos. Na singularidade, o acaso reina supremo. Qual é, então, podemos realmente "saber" sobre os buracos negros?Como podemos sondar seus segredos? A resposta, em parte, reside na compreensão de seus direitos depois que a evolução do formulário. http://archive.ncsa.illinois.edu/Cyberia/NumRel/BlackHoleAnat.html A Questão
  17. 17. (Apresentada 12 setembro de 2001) No centro de um buraco negro da singularidade ponto tem volume zero e infinita densidade . Eu sei que a singularidade é o ponto no espaço, ao invés de um objeto com dimensões específicas, mas como é possível que alguma coisa tem volume zero e densidade infinita? The Answer Este é realmente difícil de entender. Na verdade, no centro de um buraco negro do espaço-tempo uma curvatura infinita e matéria é esmagada a densidade infinita sob a força da infinitagravidade . Em uma singularidade, o espaço eo tempo deixam de existir como nós os conhecemos. As leis da física como as conhecemos quebrar em uma singularidade, por isso não é realmente possível prever algo com densidade infinita e volume zero. Você pode verificar o site para mais informações sobre buracos negros e singularidades: http://antwrp.gsfc.nasa.gov/htmltest/rjn_bht.html . Espero que ajude, Geórgia e Koji Para "Pergunte a um astrofísico" http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/010912a.html Preto Buracos (Secção não completa) Fótons sempre viajam na velocidade da luz, mas eles perdem energia quando viajam para fora de um campo gravitacional e parecem ser mais vermelho para um observador externo. Quanto mais forte for o campo gravitacional, mais a energia dos fótons perdem por causa deste redshift gravitacional . O caso extremo é um buraco negro, onde os fótons dentro de um determinado raio perder toda a sua energia e tornar-se invisível. Com efeito, nos arredores de tão fortes campos gravitacionais exibe luz bizarro comportamento bastante . Aqui estão links para alguns filmes ilustrando viagens virtual a buracos negros e estrelas de nêutrons.
  18. 18. Event Horizons O horizonte de eventos é o ponto fora do buraco negro, onde a atração gravitacional se torna tão forte que a velocidade de escape (a velocidade na qual um objeto teria que ir para escapar do campo gravitacional) é igual à velocidade da luz. Uma vez que de acordo com a teoria da relatividade nenhum objeto pode ultrapassar a velocidade da luz, o que significa que nada, nem luz, pode escapar do buraco negro, uma vez que está dentro desta distância do centro do buraco negro. A forma mais fundamental de ver isso é que, em um buraco negro, o campo gravitacional é tão intenso que curva o espaço eo tempo ao redor de si para que dentro do horizonte de eventos não há literalmente nenhum caminhos no espaço e no tempo que levam para fora do negro buraco: Não importa qual direção você foi, você teria que encontrar o seu caminho levou de volta ao centro do buraco negro, onde a singularidade é encontrada. Buracos negros ea velocidade da luz Os buracos negros quase certamente existem, e uma de suas propriedades básicas é que eles armadilha luminosa. No entanto, também é verdade que nada ultrapassa a velocidade da luz. Na verdade, a previsão teórica dos buracos negros é devido à Teoria da Relatividade Geral, que é construído sobre o princípio que a velocidade da luz no vácuo é constante. A analogia de uma bala de canhão caindo de volta à Terra com a captura de luz em um buraco negro é apenas uma sugestiva e uma bruta que não é correto em um nível fundamental (para um lado, a bala tem massa, mas a luz não, ela se transforma que esta diferença é fundamental, porque as partículas sem massa deve viajar na velocidade da luz, mas partículas maciças não pode viajar na velocidade da luz). Para entender plenamente por que um buraco negro de luz pode prender, mas ainda assim a luz viaja sempre com velocidade constante, exige uma compreensão da Teoria Geral da Relatividade, mas o ponto essencial é que o buraco negro curvas do espaço-tempo de volta sobre si mesma, de modo que todos os caminhos na interior do buraco negro levar de volta à singularidade no centro, não importa qual direção você vai (uma analogia em duas dimensões é que não importa qual direção você vai na superfície da Terra em uma linha reta "(o que os matemáticos chamam geodésica "ou um grande círculo"), que você nunca escapa da Terra, mas sim voltar ao mesmo ponto. Imagine estendendo essa analogia para as 4 dimensões de espaço-tempo e você tem uma explicação para o porquê áspera luz viaja à velocidade da luz, mas não pode escapar do interior de um buraco negro. Singularidades nuas e vestidas
  19. 19. A singularidade é o ponto de densidade infinita pensava existir no centro de um buraco negro. Nós não temos nenhuma maneira de compreender o que iria acontecer na vizinhança de uma singularidade, uma vez que na natureza essência divide nossas equações de zero a um tal ponto, e você provavelmente aprendeu algum tempo na aula de matemática que você não pode dividir por zero e começar a matemática sensata. Há uma hipótese, chamada de "Lei da censura cósmica", que todas as singularidades do universo estão contidos dentro horizontes e, portanto, em princípio, não observáveis (porque não há informações sobre a singularidade pode fazê-lo além do horizonte de eventos para o exterior) . No entanto, esta é uma hipótese, não comprovada de forma rigorosa, por isso é concebível que os chamados "singularidades nuas" poderia existir, não revestido por um horizonte de eventos. Se fosse esse o caso, podemos apenas imaginar neste momento o que isso implica para a física perto de um tal objeto. Violência no Black Holes Cosmos Os buracos negros em sistemas binários de estrelas Pensa-se que em alguns sistemas binários uma das estrelas é um buraco negro. Embora o buraco negro não pode ser visto diretamente, ele pode sinalizar a sua presença se accretes questão da outra estrela dentro do buraco negro. A questão que se enquadre dentro do buraco negro é susceptível de formar um disco de acreção. Como a matéria no disco de acreção perde energia e espiral descendente em que o buraco negro é aquecido a altas temperaturas muito e emite raios-X. Geralmente, qualquer sistema estelar binário, em que há uma fonte de raios-X forte e em que um dos as estrelas não é visto, mas é muito massa é um bom candidato para um buraco negro. Identificação de Cygnus X-1 Black Hole acreção A estrela compacta em um sistema binário acreção também pode ser um buraco negro. Acreção para um buraco negro será semelhante em muitos aspectos, a acreção de uma estrela de nêutrons ou anãs brancas. A figura ao lado é um ROSAT de imagem de raios X de LMC X- 1, um sistema binário na Grande Nuvem de Magalhães em que uma estrela é uma estrela mais normal e uma estima-se que uma massa de cinco massas solares ou mais e, portanto, é provável que seja um buraco negro (fonte) .
  20. 20. A luz difusa de raios-X é de emissão nas proximidades do binário (que não é visto na imagem). Raios-X a partir do disco de acreção dos elétrons bater binário a partir de átomos em um volume de espaço que pode ser de anos-luz na diâmetro. Esses átomos emitem raios-X quando os elétrons re-combinar, fazendo com que o brilho observado. Os candidatos as listas na seguinte tabela buracos negros em alguns sistemas binários. Candidatos a buracos negros em sistemas binários de estrelas Black Hole Período Nome do Companion Star Massa Orbital Sistema Binário Tipo espectral (Unidades (Dias) Solar) Cygnus X-1 B supergigante 5,6 15/06 LMC X-3 B seqüência principal 1,7 11/04 A0620-00 (V616 Mon) K seqüência principal 7,8 09/04 GS2023 338 (V404 Cyg) K seqüência principal 6,5 >6 GS2000 25 (Q a Z Vul) K seqüência principal 0,35 14/05 GS1124-683 (Nova Mus K seqüência principal 0,43 06/04 1991) GRO J1655-40 (Nova Sco seqüência principal F 2,4 05/04 1994) H1705-250 (Nova Oph 1977) K seqüência principal 0,52 >4 FONTE: Fraknoi, Morrison & Wolff, viagens através do Universo Aqui está uma tabela de uma fonte diferente:
  21. 21. Buracos Negros estelares na Via Láctea X- Ray Massa do Massa de Nome da Buraco Companion Fonte Negro Cygnus X-1 24-42 11-21 V404 Cygni ~ 0.6 10-15 GS 2000 25 ~ 0.7 6-14 H 1705 - 250 0,3-0,6 6,4-6,9 GRO J1655 - 2,34 7,02 40 A 0620-00 0,2-0,7 5-10 GS 1124 - 0,5-0,8 4,2-6,5 T68 GRO 32 J042 ~ 0.3 6-14 4U ~ 2.5 2,7-7,5 1543-1547 Todas as massas em massas solares. Fonte: "Revisitando o Buraco Negro", R. Blandford & N. Gehrels, Physics Today, Junho (1999) Bipolar Ejecção de Massa Alguns dos materiais acreção para um buraco negro pode ser expulso em altas velocidades muito ao longo das direções definidas pelo eixo de rotação buraco negro, isso é chamado de fluxo bipolar. A imagem ao lado mostra uma nebulosa bipolar produzido pelo fluxo possível de um sistema binário. ejeção de massa, também pode ser produzido por acreção estrelas de nêutrons. Assim, informações adicionais, tais como uma estimativa da massa do objeto compacto invisível, é geralmente necessária para mostrar que a ejeção de massa é, provavelmente, associada a um buraco negro. Supermassive discos de acreção Acreção em buracos negros não se limita aos sistemas binários de estrelas. A imagem seguinte mostra um composto de terra com base óptica e imagens do
  22. 22. telescópio de rádio da galáxia NGC 4261, e uma alta resolução de imagem do Telescópio Espacial Hubble do núcleo da galáxia. NGC 4261 tem enormes jatos de rodagem do seu core e de rádio freqüência de emissão muito forte. Acredita-se que os jatos são alimentados por um buraco negro gigantesco, talvez, de um bilhão de massas solares, e que o anel na imagem do Hubble é um disco de acreção a alimentação buraco negro. O buraco negro se presumivelmente está dentro do ponto brilhante no centro. Mesmo um bilhão de massa do buraco negro solar seriam demasiado pequenas para ver nesta imagem. Black Holes Assinatura de discos advectivo Buracos negros em núcleos galácticos viagens virtuais aos buracos negros e estrelas de neutrões buraco negro FAQ Relatividade Especial Relatividade Geral O cone de luz: Uma Introdução à Relatividade iluminante os buracos negros de Schwarzschild (a partir do cone de luz - a fonte para a foto Schwarzscild também ...). Java Applet: Órbita no espaço-tempo curvo
  23. 23. firmemente C navio: ray Relativistic traçado imagens (ilustrações relatividade especial) dius para Black Hole de uma determinada Massa 5,98 x 10 27 g 1,989 x 10 33 g 9,945 x 10 33 g 10 9 massas solares Onde podería mos encontra r buracos negros? É impossível observar diretamente um buraco negro e por isso qualquer
  24. 24. buraco negro candidatos têm de ser identificadas por seus efeitos sobre o assunto em torno deles. Se nenhuma outra explicação para os fenômenos observados é válido, então é provável que um buraco negro está presente. Existem alguns objetos que são bons candidatos para a presença de um buraco negro. 1. Qualquer estrela brilha e sobrevive graças a força da gravidade, que tenta comprimi- lo, apenas equilibra a pressão gerada pela fornalha nuclear no centro,
  25. 25. que está a tentar expandi- la. Uma vez que o forno funciona fora do combustív el, que deve finalmente acontecer, a pressão cai, perde a sua batalha com a gravidade e, a estrela colapsa. Astrônom os acreditam que uma das três únicas coisas que podem acontecer a uma estrela nesta situação, dependen do de sua massa. A estrela menos massiva
  26. 26. que o Sol entra em colapso até formar uma «anã branca», com um raio de apenas alguns milhares de quilômetr os. Se a estrela tem entre um e quatro vezes a massa do Sol, pode produzir uma estrela de nêutrons », com um raio de poucos quilómetr os, e uma estrela pode ser reconheci do como um pulsar` '. As poucas estrelas relativame
  27. 27. nte com mais de quatro vezes a massa do Sol não pode evitar o colapso nos seus raios de Schwarzsc hild e tornando- se buracos negros. Assim, os buracos negros podem ser os cadáveres de estrelas massivas. 2. A maioria dos astrônomo s acreditam que as galáxias como a Via Láctea, se formaram a partir de uma grande nuvem de gás que
  28. 28. caiu e quebrou- se em estrelas individuai s. Nós agora vemos as estrelas mais bem embalados juntos no centro, ou núcleo. É possível que no centro havia muita matéria também para formar uma estrela comum, ou que as estrelas que formam fez foram tão próximos uns dos outros que se fundiram para formar um buraco negro. É,
  29. 29. portanto, argumento u que maciços buracos negros realmente , equivalent e a cem milhões de estrelas como o Sol, poderia existir no centro de algumas galáxias. Evidência para tamanho galáctico buraco negro pode ser encontrado na seção de galáxias ativas . Com base nas informações em: Ciência e Investigação do Conselho de Engenharia Royal Observatory Greenwich Folheto Informativo n º 9: «blackholes ' webman@mail.a st.cam.ac.uk
  30. 30. Como pudemos nós ver os buracos negros? Como os buracos negros são pequenas, e nenhum sinal de fuga a partir deles, pode parecer uma tarefa impossível encontrá-los. No entanto, a força da gravidade mantém-se, assim, se detectar a gravidade onde não há fonte de luz visível, em seguida, um buraco negro pode ser responsável. Ess e tipo de argumento, por si só, não é muito convincente, e por isso temos
  31. 31. de procurar outras pistas. Se houver outro material em torno de um buraco negro que poderia cair, então ele vai. Há então uma boa chance de que à medida que cai irá produzir algum sinal não detectável do buraco negro em si, mas a partir de apenas fora dela. A maioria das estrelas não é único, como o Sol, mas são encontrados em pares, grupos pequenos ou grandes aglomerados. Se um par de estrelas têm massas diferentes, o maciço mais vai queimar seu combustível nuclear e pode tornar-se um buraco negro, enquanto o outro continua a ser
  32. 32. uma estrela normal consumir seu combustível mais lentamente. O gás pode então ser sugado da estrela em um buraco negro. O gás se torna muito quente, com uma temperatura de milhões de graus, e não vai brilhar com luz visível, mas com raios-X. Estes raios-X terá um efeito observável sobre a saída de luz da estrela normal. Uma vez que a estrela eo buraco negro a volta uns dos outros todos os dias, podemos esperar para ver variações regulares no brilho e saída de raio-X. Existem algumas fontes de raios- X, que têm todas as propriedades descritas acima. Infelizmente, é
  33. 33. impossível distinguir entre um buraco negro e uma estrela de nêutrons a menos que possamos provar que a massa do componente invisível é grande demais para uma estrela de nêutrons. Fortes evidências foi encontrado por astrônomos do Observatório Greenwich Royal que uma destas fontes Cyg chamado X-1 (o que significa que a fonte de raios-X descobriram na constelação deCygnus ) contém efectivamente um buraco negro. As coisas são bastante diferentes se houver um buraco negro massivo no centro de uma galáxia. É possível que para
  34. 34. uma estrela ser engolida pelo buraco negro. A força da gravidade em uma estrela será tão forte que até quebrá-lo em seus átomos componentes, e jogá-los fora em alta velocidade em todas as direções. Alguns dos fragmentos cair no buraco, aumentando a sua massa, enquanto outros poderiam produzir uma explosão de ondas de rádio, luz e raios- X. Evidência para tal comportamento pode ser encontrada na seção de galáxias ativas . Este é apenas o comportamento que é observado nas galáxias do tipo chamado «Quasares e pode muito bem estar
  35. 35. acontecendo de uma forma mais branda, no centro de nossa Via Láctea. Com base nas informações em: Ciência e Investigação do Conselho de Engenharia Royal Observatory Greenwich Folheto Informativo n º 9: «blackholes ' webman@mail.a st.cam.ac.uk Frame Arrastando Um dos mais estranhos previsões da teoria da relatividade geral sobre os buracos negros é chamado de arrastando. Para um buraco negro em rotação, a teoria prevê que o espaço eo tempo em si pode ser arrastado pelo buraco negro rotativo. mostra um artista de concepção da idéia (J. Bergeron, Sky & Telescope: obter permissão; Ref ). Alguns dados recentes tem sido interpretado como prova de frame arrastando em torno de um buraco negro (REF)
  36. 36. Resumo Estas idéias são muito estranhas, e ainda há forte evidência bastante que os buracos negros existem, como previsto pela teoria. Se isso for verdade, então singularidades e horizontes evento provavelmente existem também. menos provável que singularidades nuas existem, e nós não temos nenhuma evidência experimental para eles, mas não pode ser descartada com base em nossa compreensão atual. http://csep10.phys.utk.edu/astr162/lect/blackh ole/blackhole.html http://www.google.com.br/search? q=função+da+singularidade+em+um+buraco+ negro&hl=pt- BR&tbs=clir:1,clirtl:en,clirt:en+the+singularity+i n+a+black+hole&sa=X&ei=3yBSTPD9HYmOu AfBxeHGBA&ved=0CEYQ_wEwCg&cts=1280 450780768

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