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Nada dura para sempre, nem mesmo os buracos negros. De acordo com Stephen Hawking, os buracos negros se evaporam durante vastos períodos de tempo. Mas como, exatamente, isso acontece?
O autor Stephen Hawking talvez seja mais conhecido por suas aparições em Futurama e Star Trek, mas muitos se surpreendendem ao descobrir que ele também é um astrofísico teórico. Recentemente, foi lançado o filme “Teoria de Tudo” que conta uma pequena biografia de Hawking. Há alguma coisa que esse cara não possa fazer?
Uma das teorias mais fascinantes com que ele traz é que os buracos negros, os imponentes do universo, na verdade podem evaporar durante vastos períodos de tempo.
A Teoria Quântica sugere que há partículas virtuais (flutuações quânticas de vácuo) estourando dentro e fora da existência, o tempo todo. Quando isso acontece, surge uma partícula e sua antipartícula, e então elas se recombinam e desaparecerem de novo.
Quando isto ocorre perto de um horizonte de eventos, coisas estranhas acontecem. Em vez das duas partículas existirem por um momento e então aniquilar umas com as outras, uma partícula pode cair dentro do buraco negro, e a outra partícula pode voar para o espaço. Ao longo de grandes períodos de tempo, a teoria diz que este gotejamento de escapar partículas faz com que o buraco negro se evapore.
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Mas espere, se estas partículas virtuais estão caindo dentro do buraco negro, isso não deveria fazê-lo com que sua massa crescesse? Como isso faz com que ele evarope? Se eu adicionar pedras de uma pedreira, minha pilha de rocha não ficaria maior?
Resume a perspectiva. Do ponto de vista de um observador externo olhando horizonte de eventos do buraco negro, parece como se houvesse um brilho de radiação proveniente do buraco negro. Se isso era tudo o que estava acontecendo, violaria a lei da termodinâmica, uma vez que a energia pode ser criada nem destruída. Como o buraco negro está agora emitindo energia, precisa-se de um pouco de sua massa para fornecê-la.
Vamos tentar outra maneira de pensar sobre isso. Um buraco negro tem uma temperatura. Quanto mais massivo ele for, menor sua temperatura, embora não seja ainda zero.
A partir de agora e até bem longe no futuro, a temperatura dos maiores buracos negros serão mais frias que a temperatura do fundo do próprio universo. A Luz da Radiação Cósmica de Fundo vai cair, aumentando sua massa.
Agora, avance para quando a temperatura do fundo do universo cair abaixo até mesmo os buracos negros mais frios. Então, eles lentamente vão irradiar o calor, que deve vir do buraco negro convertendo sua massa em energia.
A velocidade com que isso acontece depende da massa. Para buracos negros com massa estelares, pode levar 10^67 (10 elevado à 67) anos para que ele evapore completamente.
Já para o maior dos maiores dos buracos negros supermassivos dos núcleos de galáxias, o número passaria para 10^100. Isso é um 1, seguido por 100 zero de anos. Esse é o número enorme, mas assim como qualquer número gigantesco ele é finito, é ainda menos que infinito. Assim, ao longo de uma incompreensível quantidade de tempo, mesmo a mais longa vida de objetos do universo – nossos poderosos buracos negros – vão desaparecer em energia.
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Uma última coisa, o Grande Colisor de Hádrons pode ser capaz de gerar os buracos negros microscópicos, que iriam durar por uma fração de segundo e desaparecerem em uma explosão de radiação de Hawking.
Nada é eterno, nem buracos negros. Sobre os quadros de tempo mais longos… nós temos certeza que eles vão evaporar-se além e para o nada. Escanteando nossa frágil e limitada condição e tempo de vida aqui na Terra, a única maneira de descobrir é sentar e assistir.
Traduzido e adaptado de: Phys