From asteroids capable of destroying entire species, to gamma-ray bursts and supernovae that could exterminate life on Earth, outer space has no shortage of forces that could wreak havoc on our tiny planet. But there’s something in space that seems more terrifying than any of these – something that wipes out everything it comes near. Could the Earth be swallowed by a black hole?
Dos asteroides capazes de destruir espécies inteiras até aos raios-gama e às supernovas que podem exterminar a vida na Terra, o espaço exterior não tem falta de forças que podem criar o caos no nosso planeta. Mas há uma coisa no espaço que parece ser mais aterrorizador do que quaisquer outros — uma coisa que pode destruir tudo o que se aproxime dela. Será que a Terra pode ser engolida por um buraco negro?
A black hole is an object so dense that space and time around it are inescapably modified, warped into an infinite sink. Nothing, not even light, can move fast enough to escape a black hole’s gravitational pull once it passes a certain boundary, known as the event horizon. Thus, a black hole is like a cosmic vacuum cleaner with infinite capacity, gobbling up everything in its path, and letting nothing out.
Um buraco negro é um objeto tão denso que o espaço e o tempo à sua volta são inevitavelmente modificados, deformados num sorvedouro infinito. Nada, nem mesmo a luz, se movimenta tão depressa que consiga escapar à atração gravitacional de um buraco negro depois de passar um determinado limite, conhecido por ponto de não-retorno. Um buraco negro é como um aspirador cósmico com uma capacidade infinita, engolindo tudo o que houver no seu caminho sem lhe escapar nada.
To determine whether a black hole could swallow the Earth, we first have to figure out where they are. But since they don’t emit light, how’s that possible? Fortunately, we’re able to observe their effect on the space around them. When matter approaches a black hole, the immense gravitational field accelerates it to high speed. This emits an enormous amount of light. And for objects too far away to be sucked in, the massive gravitational force still affects their orbits. If we observe several stars orbiting around an apparently empty point, a black hole could be leading the dance. Similarly, light that passes close enough to an event horizon will be deflected in a phenomenon known as gravitational lensing.
Para determinar se um buraco negro pode engolir a Terra primeiro temos de imaginar onde é que eles estão. Mas, se eles não emitem luz, como é que isso é possível? Felizmente, podemos observar o seu efeito no espaço à volta deles. Quando a matéria se aproxima de um buraco negro, o enorme campo gravitacional acelera-a a uma alta velocidade. Isso emite uma quantidade enorme de luz. Mesmo para os objetos demasiado afastados para serem engolidos, a enorme força gravitacional também afeta as suas órbitas. Se observarmos várias estrelas a orbitar um ponto aparentemente vazio, pode ser um buraco negro a liderar essa dança. A luz que passa suficientemente perto de um ponto sem-retorno também será desviada num fenómeno conhecido por distorção gravitacional.
Most of the black holes that we’ve found can be thought of as two main types. The smaller ones, called stellar mass black holes, have a mass up to 100 times larger than that of our sun. They’re formed when a massive star consumes all its nuclear fuel and its core collapses. We’ve observed several of these objects as close as 3000 light-years away, and there could be up to 100 million small black holes just in the Milky Way galaxy. So should we be worried? Probably not. Despite their large mass, stellar black holes only have a radius of around 300 kilometers or less, making the chances of a direct hit with us miniscule. Although because their gravitational fields can affect a planet from a large distance, they could be dangerous even without a direct collision. If a typical stellar-mass black hole were to pass in the region of Neptune, the orbit of the Earth would be considerably modified, with dire results.
A maioria dos buracos negros conhecidos pertencem a dois tipos principais. Os mais pequenos, chamados buracos negros de massa estelar, têm uma massa 100 vezes maior do que a do nosso Sol. Formam-se quando uma enorme estrela consome todo o seu combustível nuclear e o núcleo colapsa. Já observámos vários destes objetos à distância de 3000 anos-luz e pode haver uns 100 milhões de pequenos buracos negros só na galáxia da Via Láctea. Então, devemos estar preocupados? Provavelmente não. Apesar da sua enorme massa, os buracos negros estelares só têm um raio de cerca de 300 km, ou menos, o que torna minúscula a hipótese de um impacto direto connosco. Contudo, como os seus campos gravitacionais podem afetar um planeta a uma grande distância, poderão ser perigosos, mesmo sem uma colisão direta. Se um buraco negro de massa estelar vulgar passar na região de Neptuno, a órbita da Terra poderá ser consideravelmente modificada, com consequências terríveis.
Still, the combination of how small they are and how vast the galaxy is means that stellar black holes don’t give us much to worry about. But we still have to meet the second type: supermassive black holes. These have masses millions or billions times greater than that of our sun and have event horizons that could span billions of kilometers. These giants have grown to immense proportions by swallowing matter and merging with other black holes. Unlike their stellar cousins, supermassive black holes aren’t wandering through space. Instead, they lie at the center of galaxies, including our own. Our solar system is in a stable orbit around a supermassive black hole that resides at the center of the Milky Way, at a safe distance of 25,000 light-years. But that could change. If our galaxy collides with another, the Earth could be thrown towards the galactic center, close enough to the supermassive black hole to be eventually swallowed up. In fact, a collision with the Andromeda Galaxy is predicted to happen 4 billion years from now, which may not be great news for our home planet.
Apesar disso, o seu diminuto tamanho e a vasta dimensão da galáxia significa que os buracos negros estelares não nos causam muita preocupação. Mas ainda falta conhecer o segundo tipo: os buracos negros super maciços. A sua massa, de milhões ou milhares de milhões de vezes superiores à do Sol, têm pontos de não-retorno, podendo atingir milhares de milhões de quilómetros. Estes gigantes cresceram a proporções fantásticas engolindo matéria e fundindo-se com outros buracos negros. Ao contrário dos seus primos estelares, os buracos negros super maciços não andam a vaguear pelo espaço. Mantêm-se no centro das galáxias, incluindo a nossa. O nosso sistema solar tem uma órbita estável em volta de um buraco negro super maciço que reside no centro da Via Láctea, a uma distância segura de 25 000 anos-luz. Mas isso pode mudar. Se a nossa galáxia colidir com outra, a Terra pode ser projetada para o centro galáctico, perto demais do buraco negro super maciço e acabar por ser engolida. Com efeito, está prevista uma colisão com a Galáxia Andromeda daqui a 4 mil milhões de anos o que pode ser uma má notícia para o nosso planeta natal.
But before we judge them too harshly, black holes aren’t simply agents of destruction. They played a crucial role in the formation of galaxies, the building blocks of our universe. Far from being shadowy characters in the cosmic play, black holes have fundamentally contributed in making the universe a bright and astonishing place.
Mas antes de os julgar severamente os buracos negros não são simples agentes de destruição. Desempenham um papel fundamental na formação das galáxias, os blocos constituintes do nosso universo. Longe de serem figuras sinistras na cena cósmica, os buracos negros têm contribuído fundamentalmente para tornarem o universo um local brilhante e fabuloso.