Black holes are among the most destructive objects in the universe. Anything that gets too close to the central singularity of a black hole, be it an asteroid, planet, or star, risks being torn apart by its extreme gravitational field. And if the approaching object happens to cross the black hole’s event horizon, it’ll disappear and never re-emerge, adding to the black hole’s mass and expanding its radius in the process. There is nothing we could throw at a black hole that would do the least bit of damage to it. Even another black hole won’t destroy it– the two will simply merge into a larger black hole, releasing a bit of energy as gravitational waves in the process. By some accounts, it’s possible that the universe may eventually consist entirely of black holes in a very distant future. And yet, there may be a way to destroy, or “evaporate,” these objects after all. If the theory is true, all we need to do is to wait.
Os buracos negros são dos objetos mais destruidores do universo. Tudo o que se aproxime demais da singularidade central de um buraco negro, seja um asteroide, um planeta ou uma estrela.a arrisca-se a ser destruído pelo seu extremo campo gravitacional. Se um objeto que se aproxima atravessar o ponto de não retorno de um buraco negro, desaparecerá e nunca mais voltará. unindo-se à massa do buraco negro, expandindo assim o seu raio. Não há nada que possamos atirar para um buraco negro que lhe possa provocar o mais pequeno dano. Nem mesmo outro buraco negro o pode destruir — os dois simplesmente fundem-se num buraco negro maior, libertando um pouco de energia sob a forma de ondas gravitacionais. Segundo algumas teorias, é possível que o universo seja formado totalmente por buracos negros num futuro muito distante. Contudo, pode haver uma forma de destruir ou "evaporar" esses objetos, Se a teoria for verdadeira, só nos resta esperar. Em 1974,
In 1974, Stephen Hawking theorized a process that could lead a black hole to gradually lose mass. Hawking radiation, as it came to be known, is based on a well-established phenomenon called quantum fluctuations of the vacuum. According to quantum mechanics, a given point in spacetime fluctuates between multiple possible energy states. These fluctuations are driven by the continuous creation and destruction of virtual particle pairs, which consist of a particle and its oppositely charged antiparticle.
Stephen Hawking teorizou um processo que pode levar um buraco negro a perder massa, gradualmente. A radiação Hawking, como veio a ser conhecida, baseia-se num fenómeno bem conhecido chamado flutuações quânticas do vácuo. Segundo a mecânica quântica, um dado ponto no espaço-tempo flutua entre múltiplos estados possíveis de energia. Essas flutuações são provocadas pela contínua criação e destruição de pares de partículas virtuais, que consistem numa partícula e na sua antipartícula, de carga oposta.
Normally, the two collide and annihilate each other shortly after appearing, preserving the total energy. But what happens when they appear just at the edge of a black hole’s event horizon? If they’re positioned just right, one of the particles could escape the black hole’s pull while its counterpart falls in. It would then annihilate another oppositely charged particle within the event horizon of the black hole, reducing the black hole’s mass. Meanwhile, to an outside observer, it would look like the black hole had emitted the escaped particle.
Normalmente, as duas colidem e aniquilam-se pouco depois de aparecerem, preservando a energia total, Mas o que acontece quando aparecem no ponto de não retorno de um buraco negro? Se estiverem devidamente posicionadas, uma das partículas pode escapar à atração do buraco negro enquanto a outra cai nele. Assim, irá aniquilar outra partícula de carga negativa dentro do horizonte do buraco negro, reduzindo a massa do buraco negro. Para um observador do exterior, pareceria que o buraco negro tinha emitido a partícula que escapara.
Thus, unless a black hole continues to absorb additional matter and energy, it’ll evaporate particle by particle, at an excruciatingly slow rate. How slow? A branch of physics, called black hole thermodynamics, gives us an answer.
Assim, a não ser que um buraco negro continue a absorver mais matéria e energia, vai evaporar partícula a partícula, a um ritmo extremamente lento. Lento até que ponto? Um ramo da Física chamada termodinâmica de buracos negros, dá-nos uma resposta.
When everyday objects or celestial bodies release energy to their environment, we perceive that as heat, and can use their energy emission to measure their temperature. Black hole thermodynamics suggests that we can similarly define the “temperature” of a black hole. It theorizes that the more massive the black hole, the lower its temperature. The universe’s largest black holes would give off temperatures of the order of 10 to the -17th power Kelvin, very close to absolute zero. Meanwhile, one with the mass of the asteroid Vesta would have a temperature close to 200 degrees Celsius, thus releasing a lot of energy in the form of Hawking Radiation to the cold outside environment. The smaller the black hole, the hotter it seems to be burning– and the sooner it’ll burn out completely.
Quando objetos do dia a dia de corpos celestes libertam energia para o ambiente, apercebemo-nos disso sob a forma de calor, e podemos usar essa emissão de energia para medir a temperatura deles. A termodinâmica de buracos negros sugere que também podemos definir a "temperatura" de um buraco negro. A teoria é que quanto mais maciço for o buraco negro, mais baixa é a sua temperatura. Os maiores buracos negros do universo dar-nos-iam temperaturas da ordem dos 10 Kelvin elevados à potência -17, muito próximas do zero absoluto. Entretanto, um deles, com a massa do asteroide Vesta, teria uma temperatura próxima de 200 graus Celsius, libertando assim muita energia sob a forma de radiação Hawking para o frio ambiente exterior. Quanto mais pequeno for o buraco negro, maior parece ser a sua temperatura — e mais depressa se consumirá totalmente.
Just how soon? Well, don’t hold your breath. First of all, most black holes accrete, or absorb matter and energy, more quickly than they emit Hawking radiation. But even if a black hole with the mass of our Sun stopped accreting, it would take 10 to the 67th power years– many many magnitudes longer than the current age of the Universe— to fully evaporate. When a black hole reaches about 230 metric tons, it’ll have only one more second to live. In that final second, its event horizon becomes increasingly tiny, until finally releasing all of its energy back into the universe. And while Hawking radiation has never been directly observed, some scientists believe that certain gamma ray flashes detected in the sky are actually traces of the last moments of small, primordial black holes formed at the dawn of time.
Mas até que ponto depressa? Não sustenham a respiração. Primeiro, a maioria dos buracos negros acrescenta ou absorve matéria e energia mais depressa do que emite radiações Hawking. Mas, mesmo que um buraco negro com a massa do Sol deixe de aumentar, levaria 10 anos elevados à potência 67 — muito mais tempo do que a atual idade do universo — até se evaporar totalmente. Quando um buraco negro atinge cerca de 230 toneladas métricas, terá só mais um segundo para viver. Nesse último segundo, esse ponto de não retorno torna-se cada vez mais minúsculo, até libertar finalmente toda a energia no universo. Embora a radiação Hawking nunca tenha sido diretamente observado, alguns cientistas creem que certos raios gama detetados no céu são traços dos últimos momentos de pequenos buracos negros primordiais formados na alvorada do tempo.
Eventually, in an almost inconceivably distant future, the universe may be left as a cold and dark place. But if Stephen Hawking was right, before that happens, the normally terrifying and otherwise impervious black holes will end their existence in a final blaze of glory.
Por fim, num quase inconcebível futuro distante, o universo pode acabar como um local frio e escuro Mas, se Stephen Hawking tiver razão, antes que isso aconteça, os buracos negros impenetráveis, e normalmente assustadores acabarão a sua existência num braseiro final de glória.