Espaço

NASA disponibiliza animação com mergulho em um buraco negro

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/05/2024

Mergulho em um buraco negro

Você já se perguntou o que aconteceria se você caísse, ou mergulhasse intencionalmente, em um buraco negro?

Graças a uma nova visualização imersiva produzida em um supercomputador da NASA, agora é possível ter um vislumbre de o que as teorias nos dizem sobre como seria mergulhar no horizonte de eventos, o ponto sem retorno de um buraco negro.

Aqui estão dois vídeos, um apenas mostrando a janela da sua nave, e outro mais educativo, explicando (em inglês) cada passo da visualização e do mergulho, com os efeitos da relatividade geral fazendo tudo se contorcer e se dobrar.

"As pessoas frequentemente perguntam sobre isto, e simular esses processos difíceis de imaginar me ajuda a ligar a matemática da relatividade às consequências reais no Universo real," disse Jeremy Schnittman, astrofísico do Centro de Voos Espaciais Goddard, que criou as visualizações. "Então simulei dois cenários diferentes, um em que uma câmera - um substituto para um astronauta ousado - erra o horizonte de eventos e dispara de volta, e outro em que cruza a fronteira, selando seu destino."

Para criar as visualizações, Schnittman se juntou ao seu colega Brian Powell e usou o supercomputador Discover no Centro de Simulação Climática da NASA. O projeto gerou cerca de 10 terabytes de dados - equivalente a cerca de metade do conteúdo de texto estimado na Biblioteca do Congresso Norte-Americano. Foram cerca de 5 dias rodando em 0,3% dos 129.000 processadores do supercomputador - dá para fazer em um laptop típico, mas levaria cerca de uma década.

O destino da viagem é um buraco negro supermassivo com 4,3 milhões de vezes a massa do nosso Sol, equivalente ao Sagitário A*, localizado no centro da nossa galáxia, a Via Láctea.

"Os buracos negros de massa estelar, que contêm até cerca de 30 massas solares, possuem horizontes de eventos muito menores e forças de maré mais fortes, que podem destruir objetos que se aproximam antes de chegarem ao horizonte," justificou Schnittman. "Se você tiver escolha, vai querer cair em um buraco negro supermassivo."

Isto ocorre porque a atração gravitacional na extremidade de um objeto mais próximo do buraco negro é muito mais forte do que na outra extremidade. Os objetos que caem se esticam como macarrão, um processo que os astrofísicos chamam de espaguetificação. Outras simulações mostraram que pode ser possível sobreviver a uma queda em um buraco negro.

Como é a viagem para um buraco negro

O horizonte de eventos do buraco negro simulado abrange cerca de 25 milhões de quilômetros, ou cerca de 17% da distância da Terra ao Sol. Uma nuvem plana e rodopiante de gás quente e brilhante, chamada disco de acreção, envolve-o e serve como referência visual durante o mergulho. O mesmo acontece com estruturas brilhantes, chamadas anéis de fótons, que se formam mais perto do buraco negro a partir da luz que o orbitou uma ou mais vezes.

À medida que a câmara se aproxima do buraco negro, atingindo velocidades cada vez mais próximas da velocidade da luz, o brilho do disco de acreção e das estrelas de fundo torna-se amplificado, da mesma forma que o som de um carro de corrida que se aproxima aumenta de intensidade. Sua luz parece mais brilhante e mais branca quando olhamos na direção do deslocamento.

Os filmes começam com a câmera localizada a quase 640 milhões de quilômetros de distância, com o buraco negro preenchendo rapidamente o campo de visão. Ao longo do caminho, o disco do buraco negro, os anéis de fótons e o céu noturno tornam-se cada vez mais distorcidos, e até formam múltiplas imagens à medida que sua luz atravessa o espaço-tempo cada vez mais distorcido.

Em tempo real, a câmera levaria cerca de 3 horas para cair no horizonte de eventos, completando quase duas órbitas completas de 30 minutos ao longo do caminho. Mas, para qualquer um que observasse de longe, ela nunca chegaria lá. À medida que o espaço-tempo se torna cada vez mais distorcido perto do horizonte de eventos, a imagem da câmera fica mais lenta e parece congelar um pouco antes. É por isso que os astrônomos originalmente se referiam aos buracos negros como "estrelas congeladas".

No horizonte de eventos propriamente dito, até o próprio espaço-tempo flui para dentro à velocidade da luz, o limite da velocidade cósmica. Uma vez dentro dele, tanto a câmera quanto o espaço-tempo em que ela se move correm em direção ao centro do buraco negro - um ponto unidimensional chamado singularidade, onde as leis da física como as conhecemos deixam de fazer sentido.

Outras animações estão disponíveis no endereço https://svs.gsfc.nasa.gov/14576.