Buraco negro supermassivo: o que sabemos sobre o monstro no centro da nossa galáxia?

Os buracos negros estão entre os fenômenos mais enigmáticos e fascinantes do universo. Eles desafiam nossas noções de espaço, tempo, matéria e energia — funcionando como uma fronteira onde a física conhecida parece entrar em colapso. Mas afinal, o que é um buraco negro? Como ele se forma? E o que aconteceria se um ser humano fosse engolido por um deles? Nesta matéria, vamos mergulhar fundo — sem trocadilhos — nesse abismo cósmico que continua a intrigar cientistas, filósofos e curiosos ao redor do mundo.

O que é um buraco negro?

Um buraco negro é uma região do espaço onde a gravidade é tão intensa que nada pode escapar dela — nem mesmo a luz. Isso o torna invisível a olhos e telescópios comuns. A origem de um buraco negro normalmente ocorre quando uma estrela com massa muito superior à do Sol chega ao fim de seu ciclo de vida e colapsa sob sua própria gravidade. Esse colapso forma a singularidade: um ponto com densidade infinita e volume praticamente nulo.

A região ao redor da singularidade onde a velocidade de escape ultrapassa a velocidade da luz é chamada de horizonte de eventos. Esse é o “ponto sem retorno”. Uma vez ultrapassado, não há como voltar — qualquer coisa, inclusive informações, se perde ali, de acordo com muitas teorias atuais.

Como os buracos negros se formam?

A maioria dos buracos negros se forma a partir da morte de estrelas massivas, mas existem diferentes tipos:

• Buracos negros estelares: surgem do colapso de estrelas com mais de 20 vezes a massa do Sol.
• Buracos negros intermediários: hipotéticos, com massas entre centenas e milhares de sóis.
• Buracos negros supermassivos: encontrados no centro das galáxias, com milhões ou até bilhões de vezes a massa solar.

O processo de formação envolve explosões chamadas supernovas, onde a parte externa da estrela é expelida, enquanto o núcleo colapsa para formar o buraco negro.

Efeitos no tempo e no espaço

A presença de um buraco negro deforma o próprio tecido do espaço-tempo ao seu redor. Segundo a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, a gravidade não é uma força, mas uma curvatura do espaço-tempo causada pela massa dos objetos. E no caso dos buracos negros, essa curvatura é extrema.

Isso gera fenômenos como a dilatação do tempo gravitacional, onde o tempo passa mais lentamente próximo ao buraco negro. A cena famosa do filme Interestelar ilustra isso com uma precisão científica notável: para quem orbita um buraco negro, poucos minutos podem equivaler a anos fora dele.

O que aconteceria se alguém caísse em um buraco negro?

Para o observador externo, a pessoa pareceria se aproximar lentamente do horizonte de eventos e, eventualmente, "congelaria" no tempo, desvanecendo lentamente. Já para quem está caindo, a experiência seria completamente diferente. A gravidade ficaria cada vez mais intensa, esticando o corpo na direção do buraco negro em um processo chamado espaguetificação.

Dependendo do tamanho do buraco negro, essa espaguetificação pode ocorrer antes mesmo de cruzar o horizonte de eventos. Em buracos negros supermassivos, no entanto, o horizonte pode ser tão grande que o processo pode ser imperceptível por algum tempo.

O paradoxo da informação

Segundo a mecânica quântica, a informação de um sistema nunca pode ser destruída. Mas quando algo cai em um buraco negro, parece que essa informação se perde. Esse dilema ficou conhecido como o paradoxo da informação, levantado por Stephen Hawking nos anos 1970.

Hawking mostrou que buracos negros emitem radiação — hoje chamada de Radiação de Hawking — e que, ao longo de bilhões de anos, eles evaporariam completamente. Mas se isso acontece, o que acontece com a informação do que foi absorvido?

Essa pergunta ainda não foi respondida definitivamente e é um dos maiores desafios para a unificação entre a relatividade geral e a mecânica quântica. Alguns sugerem que a informação permanece codificada na radiação. Outros, que buracos negros são hologramas. Nenhuma resposta é consensual até o momento.

Buracos negros e buracos de minhoca

Uma das ideias mais populares na cultura pop é que buracos negros podem ser portais para outros universos ou regiões distantes do nosso próprio universo. Essa ideia é inspirada na possibilidade teórica dos chamados buracos de minhoca, soluções matemáticas das equações de Einstein que funcionariam como túneis no espaço-tempo.

Contudo, ainda não há evidências de que buracos de minhoca realmente existam — ou que buracos negros possam se comportar assim. A instabilidade e a exigência de “matéria exótica” (com propriedades que ainda não foram observadas na natureza) tornam esses portais improváveis — pelo menos com o conhecimento atual.

Como conseguimos "ver" um buraco negro?

Buracos negros não emitem luz, mas podem ser detectados pelos efeitos que causam nos objetos ao redor. Em 2019, o mundo testemunhou um marco histórico: a primeira imagem de um buraco negro foi revelada pela equipe do Event Horizon Telescope (EHT).

A imagem mostrava um anel brilhante de matéria aquecida girando em torno de uma sombra escura — a silhueta do buraco negro da galáxia M87. Esse feito foi possível graças à combinação de dados de vários radiotelescópios ao redor do planeta, criando uma resolução comparável à de um telescópio do tamanho da Terra.

Sagittarius A*: o buraco negro da Via Láctea

No centro da nossa galáxia, a Via Láctea, existe um buraco negro supermassivo chamado Sagittarius A*. Ele possui cerca de 4 milhões de vezes a massa do Sol e está a mais de 26 mil anos-luz de distância da Terra.

Apesar dessa distância colossal, ele influencia a órbita de várias estrelas próximas, o que ajudou os cientistas a confirmar sua presença. Em 2022, o EHT também revelou uma imagem de Sagittarius A*, representando um novo salto na observação dos fenômenos mais extremos do universo.

Buracos negros primordiais

Alguns cientistas acreditam que buracos negros muito pequenos, chamados primordiais, possam ter se formado logo após o Big Bang. Se existirem, eles podem ser candidatos a explicar parte da matéria escura — o componente misterioso que forma mais de 25% do universo.

No entanto, a existência de buracos negros primordiais ainda é puramente teórica, e nenhuma evidência conclusiva foi encontrada até hoje.

Buracos negros e a teoria de tudo

Estudar buracos negros é mais do que entender um fenômeno espacial: é tentar unificar duas das maiores teorias da física — a Relatividade Geral e a Mecânica Quântica. Uma teoria de tudo precisa explicar a gravidade quântica e descrever como a realidade se comporta em escalas extremamente pequenas e em campos gravitacionais extremos.

Buracos negros, por apresentarem essas condições em um mesmo lugar, são os “laboratórios naturais” ideais para esse tipo de investigação. Avanços em física teórica, como a gravidade quântica em loop e a teoria das cordas, continuam tentando desvendar esse mistério.

O futuro das observações

Com o avanço tecnológico de telescópios espaciais como o James Webb, a astronomia está entrando em uma nova era. Podemos esperar mais descobertas sobre a formação e evolução de buracos negros, sua relação com as galáxias e, quem sabe, até a solução do paradoxo da informação.

O futuro nos reserva novas imagens, medições de ondas gravitacionais mais precisas e, talvez, pistas sobre outras dimensões e realidades.

Autor: Alex S.
Fonte: NASA - Black Holes
Fotos: Ilustrações geradas por inteligência artificial (OpenAI)