Já foi estabelecido que nenhum corpo celeste no Universo viverá para sempre. Todos os planetas, estrelas, galáxias e objetos enigmáticos residentes no espaço irão desenvolver-se e crescer para, eventualmente, encontrarem o seu fim.

É neste ano que se comemora a física quântica e algumas das suas descobertas, desde os 10 anos da deteção de ondas gravitacionais, algo que possibilitou uma revolução na astronomia do século XXI, aos 50 anos da publicação do artigo de Stephen Hawking, onde foi demonstrado que os buracos negros, ao modificarem a estrutura do espaço-tempo, produzem partículas, acabando por emitir radiação térmica. Esta radiação térmica acabou por se designar Radiação Hawking.

É a origem desta radiação e de objetos enigmáticos – como buracos negros – que se pretende analisar neste artigo.

Quando se fala sobre objetos engmáticos, como os buracos negros, surgem diversas questões: “Será que os buracos negros são uma entrada para outra dimensão?”, “O que há dentro de um burago negro?”. Questões como estas surgem desde a descoberta destes objetos, e mesmo antes de serem oficialmente descobertos, já se ouvia falar sobre um objeto misterioso que viria a ser entendido como um buraco negro. Foi John Michell, geólogo e professor da Universidade de Cambridge, que em 1783 escreveu um artigo onde foi apresentada a ideia da existência de uma estrela com uma densidade de massa tão alta que a sua gravidade tinha a capacidade de aprisionar a luz. Para além de uma alta densidade, tinha ainda uma gravidade tão grande que absorvia a própria luminosidade e não era perceptível nos telescópios. Hoje em dia, já se pode afirmar a existência deste objeto, nomeado buraco negro: onde as leis da física se dissipam e onde o espaço-tempo deixa de existir.

Para além das quantidades elevadas de massa, os buracos negros têm uma força tão intensa que a tarefa de lhes escapar torna-se impossível. Isto abrange também a luz, que  acaba por ser puxada pela sua força, tornando os buracos completamente escuros, uma característica que acaba por impossibilitar a sua deteção através da visão.

A partir destas características surgem diversas questões acerca da composição dos buracos negros, e uma coisa que os cientistas nos dizem para ter em conta é que os buracos negros não são propriamente buracos.

À medida que alguém se vai aproximando de um buraco negro, acaba por dar de caras com um limite sem escapatória, que o aprisionaria para sempre. Antes do momento “no return”, só conseguiria encarar um círculo preto sem qualquer luz e com uma força imensa. Como a luz não é percetível, torna-se, automaticamente, impossível saber o que existe dentro do buraco negro. É apenas percetível a presença de uma esfera preta. Quando se observa um buraco negro de longe, só é possível observar regiões fora de um local que os cientistas intitulam como Horizonte de Eventos de um buraco negro. Caso alguém caísse para dentro deste horizonte, teria uma noção de realidade totalmente diferente daquela a que está habituado. A perceção que tem do espaço e do tempo dentro do Horizonte de Eventos é completamente diferente. Para além disto, o seu corpo iria ser completamente desfigurado pela imensa quantidade de gravidade.

Para concluir, como sabemos que os buracos negros consomem qualquer coisa que passe pelo Horizonte de Eventos, sabemos também que isso os torna cada vez mais massivos e com cada vez mais gravidade. E esse consumo torna-se cíclico. Porém, da mesma forma que os buracos negros podem aumentar ao engolir material, há a possibilidade de irem lentamente diminuindo ao perdem quantidades pequenas de energia.

Foi Stephen Hawking que sugeriu que havia a possibilidade de os buracos negros evaporarem e, consequentemente, morrerem – esta possibilidade foi intitulada Radiação Hawking.

Stephen Hawking, um físico inglês nascido  em Oxford, foi apelidado desde muito cedo de Einstein, por ser considerado uma criança sobredotada. Apesar de ter sido diagnosticado com esclerose lateral amiotrófica (ELA), uma doença degenerativa que o deixou paralisado, tornou-se uma celebridade, responsável  pela criação de algumas das teorias fundamentais da física moderna, entre as quais se destaca a Radiação Hawking.

Exposta pela primeira vez em 1974, a Radiação Hawking define-se como um processo quântico que faz com que os buracos negros percam energia e massa aos poucos. É uma evidência de que os buracos negros podem encolher e evaporar, ou seja, serem destruídos, ao contrário do que a relatividade geral anteriormente provava.

Este é um processo lento, mas dinâmico, já que, à medida que o buraco negro perde massa, a sua temperatura aumenta, originando uma emissão mais intensa de radiação. Por fim, dar-se-á uma explosão final, que se define como uma quantidade significativa de energia emitida num pequeno intervalo de tempo, uma libertação massiva de energia.

O contributo de Hawking nesta matéria não só ajuda a entender os processos quânticos que ocorrem nos buracos negros, como também revela uma característica da gravitação quântica, aquilo que une a mecânica quântica e a relatividade geral.

Concluindo, a radiação Hawking é uma teoria fascinante que permite explorar buracos negros de uma forma completamente nova, desafiando todas as previsões propostas anteriormente. O que nos relembra que o universo está cheio de novas surpresas e descobertas.

Fonte da capa: iStock
Artigo revisto por Ariana Valido