Como enxergaríamos um buraco negro se caíssemos nele — e fossemos imortais para sobreviver à sua gravidade mostruosa? Uma nova simulação feita em um supercomputador da NASA revela a aparência desses titãs observados de dentro, e o resultado é fascinante.
Visitando um buraco negro
Imagine ir de encontro a um buraco negro supermassivo 4,3 milhões de vezes mais massivo que o Sol, com um disco de acreção gigante e um anel de fótons na fronteira do espaço externo e o horizonte de eventos.
Uma viagem como essa é um caminho sem volta e certamente levaria qualquer astronauta à morte. O destino trágico ocorreria mesmo no disco de acreção, formado por plasma girando ao redor do buraco negro a velocidades alucinantes.
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No entanto, se fossemos invulneráveis à física extrema desse ambiente, testemunharemos um espetáculo tão incrível quanto bizarro: a luz de qualquer fonte localizada atrás do buraco negro é distorcida pela gravidade do objeto, formando efeitos ópticos exclusivos. Esse é o cenário que a simulação da NASA nos mostra.
Como é o buraco negro simulado
O objeto simulado é semelhante ao Sagittarius A*, o buraco negro supermassivo que habita no centro da Via Láctea. O horizonte de eventos (a esfera completamente escura dentro dos anéis alaranjados) da simulação abrange cerca de 17% da distância da Terra ao Sol.
O disco de acreção é a parte mais brilhante do cenário, já que o plasma orbita o buraco negro a velocidades próximas à da luz. Isso faz com que esse material aqueça ao extremo e emita radiação em luz visível e em outros comprimentos de onda.
Por fim, as estruturas menos espessas próximas do horizonte de evento são os anéis de fótons, enquanto o fundo da cena é composto por uma galáxia. Tanto a imagem da galáxia quanto a parte do disco de acreção que passa por trás do buraco negro ficam distorcidos nos arredores do buraco negro em si.
Essa distorção é o que os astrônomos chamam de efeito de lente gravitacional, pois é justamente a gravidade do buraco negro que está distorcendo a luz da galáxia, do disco de acreção e do anel de fótons.
O que está acontecendo na simulação?
A câmera começa o vídeo a 640 milhões de quilômetros de distância do buraco negro, cerca de 4 vezes a distância entre a Terra e o Sol. À medida que se aproxima do objeto, o brilho do disco de acreção e da galáxia ao fundo é amplificado devido ao efeito de lente gravitacional.
Nos parâmetros escolhidos para a simulação, levaria cerca de 3 horas para a câmera cair no horizonte de eventos após quase duas órbitas completas de 30 minutos em torno do buraco negro.
Quando a câmera cai no horizonte de eventos, a queda rumo ao núcleo do buraco negro (o ponto unidimencional conhecido como singularidade) se completa em apenas alguns segundos. Mesmo antes de chegar à singularidade, a câmera, por mais indestrutível que seja para suportar a viagem, terá sido espaguetificada.
A singularidade de um buraco negro é o lugar onde toda a matéria é espremida de tal modo que o volume permanece concentrado em apenas um ponto. Ali, tanto a física relativística quanto a mecânica quântica deixam de fazer sentido, por isso nem todos os cientistas teóricos concordam que a singularidade exista de fato.
Os autores da simulação também disponibilizaram vídeos em outros formatos, incluindo a opção de 360 graus (abaixo). Também há um cenário em que a câmera escapa de cair no horizonte de eventos. Todas as versões da simulação estão disponíveis no Scientific Visualization Studio, da NASA.
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Fonte: Canaltech
