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Olhar Longe » Os mini-buracos negros do LHC

Publicação: 26/04/2010 13:23 Atualização: 26/04/2010 13:48

Buraco negro é uma região do espaço onde o campo gravitacional é tão forte que nada sai dessa região, nem a luz. O que cria campo gravitacional é massa. Para se criar um campo gravitacional forte o suficiente para não deixar nem a luz escapar, a quantidade de massa não é fundamental. O que é fundamental é a densidade em que essa massa se encontra. Mesmo massas ínfimas podem dar origem a buracos negros, desde que essas massas estejam altamente concentradas. O tamanho de um buraco negro vai depender da quantidade de massa que lhe dá origem. Massas ínfimas altamente concentradas darão origem a buracos negros de dimensões também ínfimas.

Se a partir da superfície de nosso planeta atirarmos um corpo para cima, dependendo da velocidade com que atirarmos esse corpo, ele irá escapar do campo gravitacional criado pelo nosso planeta e não retornará a ele. A velocidade mínima para isso acontecer é chamada velocidade de escape. A velocidade de escape na superfície da Terra é 40.320 Km/h. Na superfície da Lua, onde a gravidade é mais fraca, é 8.568 Km/h, e na superfície gasosa do gigantesco Júpiter é 214.200 Km/h.

A velocidade da luz é aproximadamente 1.080.000.000 Km/h. Um buraco negro é um corpo que produz um campo gravitacional forte o suficiente para ter velocidade de escape superior à velocidade da luz. A Teoria da Relatividade de Einstein nos mostra que nenhum corpo que tem massa pode chegar a essa velocidade; consequentemente, se a velocidade de escape em uma certa região do espaço for superior à velocidade da luz, nada escapa dessa região.

A massa do Sol, 2,0 X 10³0 (corresponde ao 2 seguido de trinta zeros) Kg, é 333 mil vezes a massa da Terra e seu diâmetro (1,4 milhões de quilômetros) é mais de 100 vezes o diâmetro da Terra. O Sol se transformaria em um buraco negro caso se contraísse a um diâmetro menor que 6 Km.

Até mesmo um grãozinho de areia poderia se transformar em um buraco negro desde que se contraísse a um volume pequeno o suficiente para que a velocidade de escape nas suas proximidades (falando aqui de dimensões sub atômicas) fosse maior que a velocidade da luz.

Teoricamente, existe uma massa mínima possível para um buraco negro. Um principio da física quântica, que trata de dimensões sub-atômicas, nos diz que nenhuma partícula pode ser perfeitamente localizada no espaço. Como não podemos concentrar massa em uma região menor que essa incerteza permite, temos uma limitação na massa mínima capaz de dar origem a um buraco negro. Essa massa mínima é chamada “Massa de Planck” e corresponde a 2,0 X 10-8 (=0,000.000.02) Kg.

Seria possível criarmos buracos negros em laboratório? Como comprimir objetos até se tornarem buracos negros? Isso não parece nada fácil, além de requerer energias altíssimas. Nas ultimas décadas, entretanto, foram desenvolvidas teorias físicas que supõe a existência de outras dimensões espaciais além das três (largura; altura e profundidade) que até então reconhecíamos. Em escala sub-atômica, essas dimensões extras não apenas aumentariam os raios dos buracos negros como também diminuiriam suas massas. Como conseqüência, mini-buracos negros poderiam ser formados em colisões de partículas sub-atômicas a altíssimas velocidades. Fazendo-se os cálculos, o recém inaugurado “Grande Colisor de Hadrons” (Veja “O Big Bang; o LHC e o Bóson de Higgs”), seria capaz de acelerar prótons, e faze-los colidir, a energias suficientes (7 Tev) para a criação de mini-buracos negros.

Seria esse o fim do mundo? Um mini-buraco negro criado em laboratório que engoliria todo o planeta?

As mesmas teorias que falam da possibilidade de formação de mini-buracos negros à energia de 7 Tev, também nos falam do curtíssimo tempo de vida que esses objetos teriam. Antes que pudessem engolir uma única partícula em suas proximidades, esses mini-buracos negros se “dissolveriam”. Devido à “Radiação Hawking” (teoria elaborada em 1974 pelo físico inglês Stephen Hawking), quanto menor um buraco negro maior a sua taxa de evaporação, consequentemente muito menor o seu tempo de existência.

O LHC foi inaugurado em setembro de 2008. Funcionou durante nove dias e teve que ser desligado por problemas de superaquecimento. Voltou a funcionar em novembro passado, sendo que no ultimo dia 30 conseguiu a marca de colisões a 7 Tev. É possível que já tenham sido criados milhões de mini-buracos negros nessas primeiras semanas de funcionamento pleno. Se de fato houve a criação desses objetos, ainda não temos certeza (os dados obtidos pelos detectores do LHC podem demorar anos para serem completamente interpretados). Mas se criados, esses objetos certamente “evaporaram” nos ínfimos intervalos de tempo previstos. A prova disso é que continuamos por aqui.

 

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