Miniburacos Negros

A área de um corte transversal de um aglomerado globular é 1 quatrilhão de vezes maior que a de uma estrela qualquer. Além disso, a possibilidade de uma colisão entre um aglomerado e uma estrela e uma estrela e outra segue a mesma proporção.

Na verdade, a própria natureza das colisões seria diferente. Se o Sol fosse atingido por uma estrela, isso seria um caso óbvio de colisão. Se, por outro lado, fosse atingido por um aglomerado globular, talvez nem houvesse uma verdadeira colisão. Apesar de parecer cheio de estrelas a longa distância, o aglomerado é composto por um enorme espaço vazio. Se o Sol atravessasse um aglomerado galáctico ao acaso, a probabilidade de colidir com uma das estrelas do aglomerado seria de uma em cada 1 trilhão de tentativas. (Probabilidade que é quase inexistente, mas muito maior do que se o Sol tivesse que cruzar os arredores galácticos somente com outras estrelas singulares — como acontece agora.)

Mesmo assim, embora seja improvável que um aglomerado galáctico venha a prejudicar o Sol fisicamente, no caso de uma colisão, ou mesmo afetar a Terra pela luz ou pelo calor, isso poderia resultar em uma alteração prejudicial da órbita solar.

A possibilidade de uma alteração aumentaria à medida em que a colisão se tornasse mais iminente, de modo que a travessia do Sol pelo aglomerado globular o levaria mais próximo ao centro do aglomerado. Não só o arranjo de estrelas fica mais compacto no centro, o que aumenta a probabilidade de alterações e colisões, mas também o Sol poderia se aproximar de um buraco negro com a massa incalculável que se concentra ali.

A probabilidade de uma perturbação orbitária, ou mesmo de uma captura, poderia ser séria. Mesmo que não o fosse, a radiação energética na região de um buraco negro poderia eliminar a vida na Terra, sem sequer interferir na estrutura física do planeta.

A probabilidade de uma ocorrência dessa natureza é pequena. Não há muitos aglomerados globulares; só nos oferecem perigo aqueles que atravessam o plano galáctico entre a Terra e o núcleo galáctico, o que representa uma margem de 12 anos-luz de distância. Quando muito, um ou dois farão isso, e a probabilidade de o Sol estar próximo dessa área no momento da travessia é mínima.

Além disso, a colisão de um aglomerado globular conosco é menos ameaçadora do que seria a aproximação de uma única estrela. Um aglomerado globular é um objeto muito mais proeminente do que uma estrela, quando ambos estão à mesma distância. Se um aglomerado globular estivesse nos ameaçando de uma colisão, seríamos notificados com 1 milhão de anos de antecedência.

MINIBURACOS NEGROS

No que diz respeito a colisões com objetos visíveis, sabemos que o Sol está a salvo por milhões de anos. Nada que seja visível se aproxima de nós de modo a nos atingir antes disso. Será que não há objetos no espaço cuja existência desconhecemos? Não haverá nada que esteja se aproximando, ou que se encontre em vias de colisão com o Sol, sem sequer nos notificar? E o que dizer dos buracos negros do tamanho do Cygnus X-1? (Buracos negros não-gigantescos como os que ficam no centro das galáxias e dos aglomerados globulares, e que lá permanecem, mas pequenos como estrelas e que vagueiam em órbitas em torno dos centros galácticos.) O Cygnus X-1 revela sua presença pela imensa quantidade de matéria que absorve de sua estrela vizinha, a qual é perfeitamente visível. Entretanto, suponhamos que um buraco negro tenha se formado pela desintegração de uma estrela isolada.

Digamos que a massa desse buraco negro uniestelar seja cinco vezes maior que a do Sol e que seu raio seja de 15 quilômetros. Não há uma estrela vizinha cuja presença altere isso — nenhuma que lhe forneça massa ou produza irradiação de raios X. Haveria somente as finas nuvens gasosas entre as estrelas para alimentá-lo, o que produziria simplesmente uma faísca de raios X, imperceptível a qualquer distância.

Um buraco negro desses pode estar a 1 ano-luz daqui e não ser notado por ser fisicamente insignificante e inativo, do ponto de vista das radiações.

Ele poderia estar se dirigindo rumo ao Sol sem que nos déssemos conta disso. E poderíamos permanecer ignorando isso até que estivesse quase sobre nossa cabeça e seu campo gravitacional começasse a introduzir perturbações inesperadas em nosso sistema planetário, ou quando uma tênue fonte de raios X fosse detectada. Seríamos notificados do fim do mundo com um prazo de apenas alguns anos. Mesmo atravessando o sistema solar sem colidir, seu campo gravitacional poderia massacrar a harmoniosa mecânica celeste do sistema solar.

Há alguma probabilidade de isso ocorrer? Não muita. Só uma enorme estrela pode contrair-se em um buraco negro; e não há muitas estrelas enormes. Na melhor das hipóteses, a proporção deve ser de um buraco negro do tamanho de uma estrela para cada 10 000 estrelas visíveis. Como a probabilidade de colisão de uma estrela com o Sol é de um em 80 000 no espaço de 1 trilhão de anos, a de ela ocorrer com um buraco negro do tamanho de uma estrela é de um em 800 milhões. Poderia ocorrer no ano que vem, mas a chance é de um em 1 sextilhão; não seria razoável preocuparmo-nos com essa possibilidade.

Parte do motivo de tão irrisória possibilidade é o fato de haver tão poucos buracos negros do tamanho de uma estrela. Bem se sabe, contudo, que dentre quaisquer tipos de corpos celestes, as espécies menores são mais numerosas que as grandes. Sendo assim, não haveria muito mais buracos negros pequenos do que grandes? Um buraco negro pequeno poderia não causar tantos danos quanto um grande, mas certamente os causaria; como os menores deles são mais numerosos, a possibilidade de choque aumenta assustadoramente.

No universo atual, no entanto, é muito improvável encontrar buracos negros cujas massas sejam várias vezes menores que a do Sol. Uma grande estrela pode comprimir-se em um buraco negro sob a força de seu campo gravitacional; porém, não é essa força que determina tal transformação; antes, esta última é dependente do tamanho do objeto; assim, um objeto menor que uma grande estrela não está tão sujeito a transformar-se em um buraco negro.

Contudo, isso não põe um fim ao perigo. Em 1974, o físico inglês Stephen Hawking sugeriu que, por ocasião da grande explosão, o turbilhão de massas de matéria e radiação teria produzido incríveis pressões, as quais, nos primeiros momentos da formação do universo, deram origem a inúmeros buracos negros com as mais variadas massas: desde as grandes, como a de uma estrela, até as minúsculas, de 1 quilo ou menos. Os buracos negros cujas massas eram menores que a de uma estrela foram denominados por Hawking “miniburacos negros”.

Os cálculos de Hawking demonstraram que os buracos negros, na verdade, não retêm toda a sua massa; a fuga de matéria é possível.

Aparentemente, é possível que pares de partículas subatômicas se formem no ponto do raio Schwarzschild e saltem em direções opostas. Uma das partículas é recuperada pelo buraco negro, mas a outra escapa. Esse constante escape de partículas subatômicas faz com que o buraco negro funcione como se tivesse alta temperatura e evaporasse vagarosamente.

Quanto menos maciço é um buraco negro, mais alta é sua temperatura, e mais rápida será a evaporação. Isso significa que, enquanto um miniburaco negro encolhe pelo efeito da evaporação, sua temperatura vai aumentando, assim como aumenta constantemente o índice de evaporação, até que o último quinhão de buraco negro saia com força explosiva e desapareça.

Os miniburacos negros de pequenas proporções não teriam perdurado ao longo da história de 15 bilhões de anos do universo; já teriam desaparecido completamente. Porém, se a massa de certo miniburaco negro fosse maior que a de um iceberg, ele poderia ser frio o suficiente e estar evaporando tão devagar que ainda poderia existir. Se, ao longo de sua existência, ele tivesse captado alguma massa, o que é provável, teria se esfriado mais ainda, o que

aumentaria sua vida útil{18}.

Mesmo admitindo o desaparecimento dos menores (e mais numerosos) miniburacos negros, talvez ainda haja muitos deles com massas comparáveis à de um asteróide ou mesmo à da Lua. Hawking calculou a existência de trezentos miniburacos negros por ano-luz cúbico na galáxia.

Caso eles sigam a distribuição da matéria, a maioria deve estar no núcleo galáctico. Nas nossas imediações, não deve haver mais que trinta miniburacos negros por ano-luz cúbico. Isso dá uma estimativa da distância média entre os miniburacos negros: quinhentas vezes a distância do Sol a Plutão. O miníburaco negro mais próximo de nós deve distar 1,6 trilhão de quilômetros.

Mesmo a essa distância (muito perto, pelo padrão astronômico), há muito espaço para eles se movimentarem e pouca probabilidade de causarem estragos. Um miniburaco negro precisa ter uma pontaria certeira para poder causar danos; um grande buraco negro, não. Um grande buraco negro poderia passar longe do Sol. Porém, ao aproximar-se do sistema solar, poderia produzir efeitos que alterariam as propriedades do Sol. Poderia, até mesmo, perturbar seriamente a órbita solar, com resultados desvantajosos; ou, a propósito, perturbar a órbita terrestre de forma desastrosa.

Por outro lado, um miniburaco negro poderia atravessar o sistema solar sem deixar marcas, quer no Sol, quer nos planetas principais ou nos satélites. Alguns já passaram por nós e uns poucos podem até ter se movimentado entre os planetas sem nos causar problemas.

O que aconteceria, porém, se um miniburaco negro se chocasse contra o Sol? No tocante à massa, os efeitos não seriam sérios. Mesmo que ele tivesse a massa da Lua, essa seria 1/26 000 000 da do Sol — aproximadamente o que um décimo de gota d’água significaria para nós.

Porém, não é só a massa que influi. Se fosse a Lua que estivesse para colidir com o Sol, ela evaporaria antes de atingi-lo, a menos que se movesse demasiadamente rápido. Mesmo que uma parte permanecesse sólida na hora da colisão, ela não penetraria muito fundo antes de evaporar.

Entretanto, um miniburaco negro não evaporaria nem seria afetado pelo Sol. Ele simplesmente penetraria e absorveria massa pelo caminho, com conseqüente produção de energia. Aumentaria de tamanho, atravessaria o Sol e despontaria bem maior do que no início da penetração.

É difícil prever que efeito causaria no Sol. Se o miniburaco negro atingisse o Sol de raspão e atravessasse apenas as camadas externas, o efeito poderia não ser fatal. Se, porém, o miniburaco negro atingisse o Sol bem no meio e penetrasse pelo centro, ele atingiria a região do Sol em que ocorrem reações nucleares e onde as energias solares são produzidas.

Não sei o que aconteceria; dependeria de como o Sol conseguisse “curar-se”. É bem possível que a produção de energia fosse interrompida e que o Sol desmoronasse ou explodisse antes que a produção reiniciasse. De qualquer forma, se acontecesse inesperada e rapidamente, seria a catástrofe absoluta para nós.

De fato, suponhamos que o miniburaco negro atingisse o Sol a uma baixa velocidade. A resistência que encontraria ao atravessar a substância solar poderia retardá-lo de modo que ele não pudesse sair: ficaria preso no Sol, ligado a seu centro.

E daí? Por acaso ele consumiria a matéria do Sol em seu interior? Em caso afirmativo, não poderíamos fazer distinções olhando de fora. O Sol continuaria com a mesma massa e o mesmo campo gravitacional; os planetas continuariam a circundá-lo regularmente; e o Sol poderia emitir suas energias como se nada estivesse acontecendo. Mas chegaria a um ponto crucial em que não haveria matéria normal suficiente para garantir a forma atual do Sol. Ele expiraria e se transformaria num buraco negro, com a emissão de uma vasta quantidade de radiação letal, que eliminaria a vida na Terra. Ou então, mesmo que sobrevivêssemos à invasão de radiação, a Terra estaria circulando um buraco negro com toda a massa do Sol (tanto que a órbita da Terra não se alteraria), mas pequeno demais para ser visto e sem a emissão de radiação. A temperatura da Terra cairia até quase o zero absoluto, e isso nos mataria.

Será que um miniburaco negro já não atingiu o Sol há 1 milhão de anos e está agindo desde então? Será que o Sol poderia expirar a qualquer momento, sem aviso prévio?

Não podemos jurar que não, mas lembremo-nos de que a probabilidade de um choque é muito pequena, mesmo com os inúmeros miniburacos negros supostos por Hawking; a probabilidade de atingir o centro solar é menor ainda; a de atingir o Sol no meio e a uma baixa velocidade de forma que o miniburaco negro seja capturado é menor ainda.

Além do mais, os números de Hawking representam um teto. É bastante provável que os miniburacos negros existam em menor número e sejam bastante escassos mesmo. Isso diminuiria consideravelmente o perigo.