Radiação Hawking

Space Today
15 dez 2016

-Elis Lopes

Uma coisa que provavelmente você já ouviu falar, é a famosa radiação Hawking, neste texto procuraremos entender essa radiação que escapa dos buracos negros.

Com esse nome em homenagem ao físico teórico Stephen Hawking, que propôs os argumentos teóricos dessa radiação em 1974, a radiação Hawking é uma radiação térmica explicada por efeitos quânticos. Antes de explicar exatamente o que acontece, devemos tirar da cabeça aquela imagem que construímos do vácuo como um espaço vazio. Pelo contrário, o vácuo é como uma grande sopa de partículas que borbulham a todo momento. As chamadas partículas virtuais,  flutuações quânticas de vácuo, aparecem dentro e fora da existência a todo momento e se aniquilam (partícula x anti-partícula) e isso nos mostra que o vácuo não é aquele grande espaço sem nada. Tendo isso em mente podemos imaginar o que aconteceria se essas partículas virtuais aparecessem perto do horizonte de eventos de um buraco negro. O que Stephen Hawking propôs é como se o buraco negro roubasse essas partículas do vácuo.

Bom, imagine que um par de partículas é criado, uma partícula e uma anti-partícula, próximo ao horizonte de eventos de um buraco negro (o ponto sem retorno) e devido a grande gravidade do buraco negro a partícula acaba caindo” para dentro do buraco negro, mas a anti-partícula escapa, essa anti-partícula que escapou seria a radiação Hawking. Mas, como isso explicaria a perda de massa do buraco negro que consequentemente ao longo de milhões (ou bilhões) de anos “evaporaria”?

Para um observador, seria como se surgisse um brilho de radiação vindo do buraco negro e isso violaria a lei da termodinâmica já que energia não pode ser criada e nem destruída. Mas essa energia na verdade não foi criada pelo buraco negro, podemos pensar em E =MC² e dizer que para essa emissão de energia foi necessária um pouco da massa do buraco negro e isso responde a nossa pergunta.

Podemos especular ainda que, se em vez da partícula “cair” no buraco negro, a anti-partícula “caísse” e a partícula escapasse, essa partícula que escapou também é a radiação Hawking, mas a anti-partícula que foi “sugada” pelo buraco negro poderia vir a colidir com uma partícula no interior do buraco negro e aniquilar-se, dessa forma o buraco negro também perderia massa.

Lembrando que para um buraco negro vir a “sumir” demoraria em média 10^67 anos para um buraco negro de massa estelar e para os colossais buracos negros supermassivos poderia demorar até 10^100 anos. É muito tempo!

Além disso, o LHC (Large Hadron Collider) pode ser capaz de criar “mini buracos negros” que durariam uma fração de segundos e desapareceriam em uma explosão de radiação Hawking. Como o físico Jeff Steinhauer que criou em laboratório um buraco negro com ondas de som, criando um buraco negro análogo usando átomos extremamente frios presos a um feixe de laser. Ao aplicar um segundo feixe de laser, criou-se uma espécie de declive onde os átomos conseguiam fluir como uma espécie queda d´água. A medida que os átomos se derramavam sobre o declive, eles aceleraram, alcançando velocidades supersônicas, mais rápidas que a velocidade do som, o que foi chamado de buraco negro acústico. Dessa forma ele conseguiu observar que algumas partículas “caiam” no “buraco negro” e outras conseguiam escapar, sendo um bom experimento para provar a radiação Hawking.

Bom, espero que você que chegou até aqui tenha conseguido entender essa radiação proposta em 1974 pelo Stephen Hawking e visto que afinal os buracos negros não são tão negros assim!

 

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Comentários

  • Carlos

    Oi,10 elevado a 67 anos para um buraco negro “sumir”!O camarada pode informar se esses cálculos levam em conta que o BN é “banhado” por um mar de neutrinos,ondas(eletromagnéticas,gravitacionais),partículas etc.?A massa aumenta ou não?

    • Elis Lopes

      Levando em conta que neutrinos praticamente não interagem com a matéria, as ondas eletromagnéticas é a luz que não tem massa intrínseca e as ondas gravitacionais são distorções do espaço-tempo, creio que isso não interfere no processo de desintegração do buraco negro bem como não “aumenta” a massa do mesmo.