Criar miniburacos negros é mais fácil do que se pensava

Publicado em 12.03.2013

Um novo estudo aponta que criar buracos negros microscópicos usando aceleradores de partículas exige menos energia do que se pensava anteriormente – mas ainda assim, será difícil fabricá-los com a tecnologia atual.

Se os físicos conseguirem criar esses buracos negros na Terra, entretanto, poderiam provar a existência de dimensões extras no universo. E não se preocupe: eles não representarão qualquer risco para nós.

Miniburacos negros

Buracos negros possuem campos gravitacionais tão poderosos que nada pode escapar deles, nem mesmo a luz – daí seu nome.
Eles se formam normalmente quando os restos de uma estrela morta colapsam sob sua própria gravidade, “apertando” toda sua massa junta. Por conta disso, são massivos – e destrutivos.

Um buraco negro criado na Terra não seria massivo, entretanto. Os cientistas estão tentando criar “miniburacos negros”, de forma que eles simplesmente não teriam suficiente massa para causar qualquer dano.

LHC e buracos negros

Quando o acelerador de partículas mais poderoso do mundo, o Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), estava sendo produzido, cientistas se perguntaram se poderia se tornar uma “fábrica de buracos negros”, gerando um buraco negro tão frequentemente quanto a cada segundo.

Isso porque partículas viajam em alta velocidade ao redor dos 27 km do acelerador antes de colidirem para criar energias explosivas. No seu máximo, cada feixe de partículas do LHC dispara tanta energia quanto um trem de 400 toneladas viajando a cerca de 195 km/h.
Por mais assustador que possa parecer, se aceleradores de partículas na Terra pudessem gerar buracos negros, tais entidades infinitesimais não representariam risco para o planeta.

“O equívoco comum sobre um dos pequenos buracos negros que podem [teoricamente] se formar no LHC é que eles iriam engolir a Terra”, disse o pesquisador Frans Pretorius, físico teórico da Universidade de Princeton (EUA). “Com tanta confiança quanto podemos dizer qualquer coisa em ciência, isso é completamente impossível”.

Para começar, o físico teórico Stephen Hawking calcula que todos os buracos negros devem perder massa ao longo do tempo, por causa da chamada radiação Hawking.

Minúsculos buracos negros devem encolher através da evaporação mais rápido do que crescem engolindo matéria, morrendo dentro de uma fração de segundo, com certeza antes de poderem engolir qualquer quantidade significativa de matéria.

Mesmo se Hawking estiver errado e os buracos negros forem mais estáveis do que isso, os pequenos buracos negros não representariam qualquer perigo. Como são microscópicos e criados dentro de um acelerador de partículas, devem manter uma velocidade suficiente para escapar da gravidade da Terra. Mesmo se ficarem presos, são tão pequenos que seria preciso mais do que a idade atual do universo para que pudessem destruir sequer um miligrama de matéria do planeta.

No entanto, até hoje, os pesquisadores não conseguiram detectar buracos negros no LHC. Ainda assim, o interesse teórico nessa possibilidade permanece vivo.

Menos energia, maior probabilidade (que ainda é baixa)

Agora, usando supercomputadores, cientistas simularam colisões entre partículas perto da velocidade da luz e mostraram que buracos negros podem se formar em energias mais baixas do que se pensava anteriormente.

A nova descoberta está enraizada na teoria da relatividade geral de Einstein. Através de sua famosa equação E = mc2, Einstein revelou que massa e energia estão relacionadas. Isto significa que quanto maior for a energia de uma partícula (quanto mais rápido uma partícula é acelerada em um colisor), maior sua massa se torna.

A teoria de Einstein também explica que a massa curva o tecido do espaço -tempo, gerando o fenômeno conhecido como gravidade. Conforme as partículas viajam ao longo do acelerador de partículas, elas dobram o espaço-tempo e podem focar energia, assim como lentes de vidro focam lentes. Quando duas partículas colidem, cada uma pode focar a energia da outra.

“Se usarmos modelos baseados na relatividade clássica, que excluem as noções de dimensões extras, pode-se esperar a formação de um buraco negro com menos de um terço da energia previamente pensada”, explica Pretorius.

Ou seja, é preciso 2,4 vezes menos energia do que o anteriormente teorizado para criar um buraco negro de uma colisão de partículas.
Isso porque, quando duas partículas colidem entre si, sua atração gravitacional prende energia em dois pontos de cada lado do local da colisão. Se energia suficiente se concentrar nesses pontos, se colapsa em dois buracos negros gêmeos que rapidamente devoram um ao outro e se fundem em um.

Mesmo com as novas estimativas de energia, as chances de fazer um buraco negro em um acelerador de partículas ainda são muito pequenas. A física convencional sugere que seria necessário um quatrilhão, ou um milhão de bilhões de vezes mais energia para formar um buraco negro microscópico do que o Grande Colisor de Hádrons é capaz – certamente além do alcance humano.

Já cenários com base em dimensões extras poderiam formar buracos negros em uma energia mais baixa, “mas não fazem previsões concretas” sobre o que deveria acontecer, explica Pretorius.

Dimensões extras a favor das chances

A principal teoria sobre como micro buracos negros podem se formar em nosso universo é possível pela existência de dimensões extras.

Uma série de teorias sobre o universo sugere a existência de dimensões extras de realidade – ou seja, mais dimensões do que as quatro que nós experimentamos, que são as três dimensões espaciais e uma dimensão temporal, que constituem espaço-tempo como descrito pela teoria da relatividade geral.

Cada uma dessas dimensões extras pode ser dobrada em tamanhos que variam de tão minúsculas quanto um próton a tão grandes quanto uma fração de milímetro.

A distâncias comparáveis com os tamanhos dessas dimensões adicionais, modelos sugerem que a gravidade pode tornar-se muito mais forte do que o normal. Sendo assim, aceleradores poderiam ter energia suficiente para gerar buracos negros.

Se buracos negros minúsculos forem detectados no LHC, os cientistas acreditam que poderia provar a existência de tais dimensões extras.[LiveScience, Discovery, HuffingtonPost]

Autor: Natasha Romanzoti

tem 25 anos, é jornalista, apaixonada por esportes, livros de suspense, séries de todos os tipos e doces de todos os gostos.

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15 Comentários

  1. “E não se preocupe: eles não representarão qualquer risco para nós.” Parei de ler aqui.

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  2. Em sã consciência quem pode garantir que dessas experiencias não acabaria em uma desgraça? A própria ciencia não é dona de toda verdade, porque podemos confiar em uma de suas experiencias? visto que existe milhares de dúvidas que ela ainda não pode responder, será capaz de controlar uma dessa mais nova descoberta? se ela não é capaz de responder todas as questões a repeito do próprio buraco negro.

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  3. Amadeus E / 13.03.2013
    Muita coisa não é mais o que aprendemos na escola. Está tudo mudando muito rápido. Já se fala em separar o tempo do espaço. É o que diz o físico Petr Horava (ver na internet). O buraco negro é um centro oco com uma forte força gravitacional (gravidade da galáxia) e não um corpo maciço. Antes de ser uma galáxia, era um aglomerado de estrelas. Transformou-se num quasar e depois em uma galáxia. Pode seguir a definição antiga, por enquanto. Isto não altera em nada. Ainda nada está definido.

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    • Isso realmente, nem tudo é como nos ensinam, sou prova viva disso, ja que me deparei com varias teorias ultrapassadas sendo passadas por professores de fisica para a turma, um exemplo lindo foi, no estudo da eletroestatica, onde o professor disse que em um corpo eletrocarregado por meio da indução e aterramento, o corpo perde protons, como sabemos, é impossivl um corpo perder protons dessa forma, então eu o endaguei sobre, pois sabia que era a perca de eletrons, ele disse uqe essa era uma teoria passada, mas que não tinha problema falar dessa forma, ja que por muito tempo ela explicou esse fenomeno e que nenhum aluno ia notar a diferença. Realmente, 99% da turma engoliu aquilo como certo, fui o unico a notar. Mas, sobre essa teoria do buraco de centro oco, duvido um pouco, não dizendo que o fisico esta errado, ainda não tenho conhecimento necessario para tal ato, mas, com o infimo conhecimento que tenho, os buracos negros são dotados de uma forte, mas forte mesmo, força gravitacional, força gravitacional vem da matéria, então, muita gravidade, logo, muita matéria, e essa gravidade “aponta” para o centro do buraco negro, então, se o buraco negro fosse oco, a gravidade deveria ser disperça pela suas bordas, não “apontando” para o centro. E sobre a formação desse grande monstro de gravidade, tem os quasares, legal, mas e os que tiveram origem das explõsos das super-novas?

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  4. Neste caso a massa é a outra face da mesma moeda…o pequeno buraco negro possui obviamente uma massa mínima possível(massa de planck),onde uma energia quantica é necessária.Ou seja,lidamos aqui com gravitação quantica onde toda a física relativística precisa se unir numa teoria unificada.Tais buracos negros podem ser produzidos acelerando partículas(massa) com altíssimas energias (leia-se LHC)e na natureza’ choques ou colisões de partículas da radiação cósmica.

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  5. Victor, muito elucidativo os dados numéricos.Não foi apenas uma curiosidade…abraço .

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  6. Apenas para fins de curiosidade:
    “No seu máximo, cada feixe de partículas do LHC dispara tanta energia quanto um trem de 400 toneladas viajando a cerca de 195 km/h.”
    Desconsiderando os fatores “negativos”, tais como atrito e arrasto, a energia citada ( utilizando Ec= mv²) é igual a 15210MJ (15210 * 10^6 Joules; 15210000000J).
    Com essa energia é possível mover um carro de 3ton a uma velocidade de 71km/s

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  7. Valdecir, que tal uma citação do princípe Hamlet : “ Eu poderia viver recluso numa casca de noz e me considerar rei do espaço infinito…” abraço.

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  8. Segundo a física ,massa é equivalente a energia,logo na física de alta energia é possível sim causar distorção espaço-temporal compatível com buracos negros infinitesimais.

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    • Acho que não, pois, mesmo com a equivalencia de E=mc², apenas a massa pode deformar o espaço tempo, nunca ouvi dizer que a energia poderia fazer o mesmo, mas, tudo pode mudar e eles conseguirem uma forma como você disse. Alguem me corrija se estiver errado sobre a energia não deformar o espaço-tempo, mas, até onde sei, não é possivel.

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  9. Este comentário se baseou em uma teoria furada. Os mini buracos negros não podem ser criados. Para se criar um buraco negro tem que ter dimensões mínimas como acontece na natureza. Não encontramos mini buracos negros naturalmente. Um quasar ou uma galáxia tem que ter uma certa massa para gerar um buraco negro em seu interior, pois o buraco negro é o centro gravitacional da galáxia. Se não tiver uma massa mínima será um agrupamento estelar redondo (aglomerado de estrelas). Ao criar o buraco negro este aglomerado se achata, devido a rotação e se transforma em um quasar e depois em uma galáxia.

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  10. Dimensões extras explicam desde singularidades no âmago de buracos negros,até em neurociências onde o sujeito vislumbra cenas detalhadas da vida inteira em poucos segundos ,quando se está em extrema tensão psicológica, como no caso de risco iminente de morte,levando a expectativa da existência de dimensões temporais extras na explicação de tais eventos.

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  11. Uma exelente matéria, se for possivel criar esses miniburacos-negres, vamos poder estudar com mais exatidão esse colosso cosmico que nos intriga, quem sabe vamos poder descobrir para onde vai toda essa matéria, quem sabe é para um buraco-branco? Mas, fiquei com receio de algo dá errado e formos engolidos pelo buraco-negro, mas, como confio muito na inteligencia do grande Stephen Hawking, reduzo para bem remotas as chanses disso acontecer, mas, espero que a realidade seja como a teoria.

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