Buracos negros podem morrer, mas o processo – Radiação Hawking – é incrivelmente lento

Um buraco negro pode morrer? O processo de radiação Hawking diz que sim, embora possa levar até googol anos para desaparecer. 

Um buraco negro pode morrer? (Crédito da imagem: annussha/Shutterstock)

Principais conclusões sobre se os buracos negros podem morrer

Sim, buracos negros podem morrer, e o processo é chamado de radiação Hawking. A fraqueza da radiação Hawking torna praticamente impossível observá-la nos buracos negros que vemos hoje.

Um buraco negro com aproximadamente a mesma massa do nosso Sol levaria cerca de 10^67 anos para desaparecer. No entanto, quanto maior a massa do buraco negro, mais lento o processo. Buracos negros supermassivos que residem no centro das galáxias levariam cerca de 10^100 (ou um googol) anos para desaparecer.

À primeira vista, os buracos negros parecem eternos. São os gigantes cósmicos cuja gravidade é tão forte que nem a luz consegue escapar. Mas, se a nossa compreensão atual da física se mantiver, mesmo esses gigantes não duram para sempre. Com tempo suficiente, todos os buracos negros do universo devem eventualmente desaparecer.

Esse destino um tanto triste é o resultado de uma das ideias mais fascinantes da astrofísica moderna: a radiação de Hawking, o processo incrivelmente lento que faz com que os buracos negros evaporem e muda a maneira como pensamos sobre o destino do universo.

Como um buraco negro morre

Em meados da década de 1970, Stephen Hawking demonstrou que, quando combinamos as regras da mecânica quântica com a relatividade geral de Einstein, os buracos negros não permanecem perfeitamente negros. Eles emitem um brilho tênue de radiação .

Os físicos explicam isso usando "partículas virtuais", que surgem e desaparecem constantemente no espaço vazio. Normalmente, elas aparecem em pares que se aniquilam quase instantaneamente, sem deixar rastros. Mas, como diz Yvette Cendes, professora assistente de física e astronomia na Universidade do Oregon , o horizonte de eventos de um buraco negro torna as coisas interessantes.

"Se essa partícula/antipartícula for criada exatamente no horizonte de eventos — o ponto sem retorno de um buraco negro —, podemos ter uma partícula caindo no buraco negro e outra saindo para o universo. Isso significa que a energia para criar a nova partícula precisa vir de algum lugar , e essa fonte é o buraco negro", diz Cendes. 

Em escalas de tempo incrivelmente longas, esse pequeno, porém persistente, dreno de energia faz com que o buraco negro perca massa e encolha lentamente. E quanto menor o buraco negro, mais perceptível o efeito. Mas, para a maioria dos buracos negros que conhecemos, ele ainda é surpreendentemente sutil.

Quanto tempo demora para um buraco negro morrer?

Então, quanto tempo levaria para um buraco negro evaporar completamente? Depende do seu tamanho. Um buraco negro com aproximadamente a mesma massa do nosso Sol levaria cerca de 10^67 anos para desaparecer. No entanto, quanto maior a massa do buraco negro, mais lento o processo. Buracos negros supermassivos que residem no centro das galáxias levariam cerca de 10^100 (ou um googol) anos para desaparecer.

“Na verdade, não sabemos a resposta precisa”, diz Cendes, “porque não conseguimos detectar a radiação Hawking, e ela é tão fraca que provavelmente não conseguiremos durante nossas vidas”.

Mas ela observa que o tempo que um buraco negro levará para morrer é "muito superior à idade do universo".

A fraqueza da radiação Hawking torna praticamente impossível observá-la nos buracos negros que vemos hoje.

“A radiação Hawking, como proposta, é supostamente tão fraca”, diz Cendes, “que seria dominada por qualquer radiação de material que caia em um buraco negro”.

Detecção de evaporação em buracos negros

Se quisermos capturar um buraco negro evaporando, nossa melhor aposta pode ser procurar buracos negros muito menores. Físicos propuseram que buracos negros primordiais — objetos minúsculos formados no universo primordial — ainda poderiam existir. E, por serem tão pequenos, também seriam muito mais quentes e poderiam evaporar em escalas de tempo menores do que a idade atual do universo.

Em teoria, os estágios finais desses buracos negros produziriam um intenso clarão de raios gama . No entanto, o Telescópio Espacial Fermi de Raios Gama da NASA passou anos examinando o céu em busca dessas explosões e não encontrou nenhuma até agora.

O Fim dos Buracos Negros e do Universo

A radiação Hawking oferece um vislumbre do futuro profundo do próprio cosmos. Por enquanto, os buracos negros podem ser considerados basicamente eternos. Mas, daqui a infinitas eras, depois que as estrelas se extinguirem, as galáxias se afastarem e as últimas brasas da luz cósmica se apagarem, os buracos negros também evaporarão lentamente.

Como diz Cendes: "O universo será um espaço muito frio, escuro e vazio em alguns trilhões de anos. Aproveite a luz e as estrelas enquanto pode!" 

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