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  • Eduardo Sato

Buracos negros no laboratório? Cientistas simulam seu comportamento usando água


Foto: NASA/JPL-Caltech,https://www.nasa.gov/mission_pages/nustar/multimedia/pia16695.htm


Buracos negros são os objetos mais densos do universo. A massa nestes objetos está tão concentrada que mesmo a luz quando chega perto o suficiente não pode fugir da sua atração gravitacional! Apesar de imensos, algumas propriedades são bastante difíceis de estudar, porém sendo criativos alguns cientistas decidiram usar água para simular estes efeitos em laboratório.

Se os buracos negros produzem uma distorção do espaço-tempo que impede que até objetos na velocidade da luz escapem, chamada de horizonte de eventos, um redemoinho na água se comporta de maneira semelhante, distorcendo o espaço de forma que ondas abaixo de uma determinada velocidade não podem escapar. 

As analogias não param por aí. Fora do horizontes de evento, existe outra região conhecida como ergosfera, que faz o espaço-tempo (ou o espaço, no caso do redemoinho) girar, de forma que não se possa ficar em repouso, isto é, um objeto nesta região é arrastado pela rotação.

Os comportamentos são tão parecidos que as equações que descrevem estes objetos são também parecidas, prevendo efeitos similares. Isto é ótimo, pois apesar de buracos negros serem gigantescos, alguns efeitos são sutis, sendo difíceis de detectar visto que estes objetos astronômicos estão muito distantes e não temos equipamentos sensíveis o suficiente.

Dois efeitos previsto para buracos negros foram observados em sistemas análogos: A radiação Hawking e a super-radiância.


A radiação Hawking é uma emissão de energia vinda da borda do horizonte de eventos devido a efeitos quânticos. É a única forma prevista pela teoria para que buracos negros percam massa e venham em um tempo muito longo a evaporar.

Já a super-radiância acontece na ergosfera, onde uma onda passando por esta região pode ter sua energia aumentada devido ao efeito de rotação! Isto acontece tanto para ondas eletromagnéticas como para ondas gravitacionais.

A observação de super-radiância em redemoinhos foi realizada em 2017 por um experimento internacional sediado na Universidade de Nottingham, Reino Unido. Este tem participação brasileira, através do físico Maurício Richartz da Universidade Federal do ABC (UFABC). Confira detalhes neste vídeo produzido pela agência FAPESP:




Fonte: http://fisica.ufabc.edu.br/index.php/pt/colloquiums-gt/previous-years/noticias/21-astrofisica-na-banheira

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