A densidade dos Buracos Negros

Os buracos negros são os objetos mais compactos do Universo. No centro deles está uma singularidade: uma espécie de ponto sem volume, onde está concentrada toda a massa do buraco negro. A singularidade é uma região do espaço-tempo com densidade infinita — algo não exatamente concebível pela mente humana.

Algo que podemos nos perguntar é: “Qual é a densidade média da matéria no Horizonte de Eventos de um buraco negro?” – e a resposta que a Natureza nos dá pode ser um pouco interessante.

A densidade é uma medida de quanta massa está contida em um volume. Quanto maior a massa em um determinado volume, maior sua densidade. Quanto menor o volume de uma determinada massa, maior sua densidade.

Por exemplo, a densidade de habitantes pode ser pensada como uma medida do número de pessoas em uma cidade. Nesse caso, o número de pessoas representa a massa, enquanto o tamanho da cidade representa o volume. Se adicionarmos mais pessoas em uma determinada cidade, a densidade de habitantes aumenta. Da mesma forma, se tornarmos a cidade menor para as mesmas pessoas, a densidade de habitantes aumenta. Em geral, para um número maior de pessoas e/ou uma cidade menor, haverá uma maior densidade de habitantes (nesse caso, seria muito fácil colidir uns com os outros!); enquanto para um número menor de pessoas e/ou uma cidade maior, haverá uma densidade menor de habitantes (e, nesse caso, você poderá caminhar por horas inteiras sem encontrar ninguém).


Uma das muitas coisas engraçadas sobre buracos negros é que o tamanho do Horizonte de Eventos é proporcional à sua massa. Em outras palavras: quanto mais maciço é um buraco negro, maior ele é. Em particular, se você dobrar a massa de um buraco negro, obterá um buraco negro com um volume oito vezes maior; se você triplicar a massa de um buraco negro, obterá um buraco negro com um volume 27 vezes maior; e se você aumentar em dez vezes a massa do buraco negro, obterá um buraco negro com um volume mil vezes maior.

Pense nisso por um momento. Se você duplicar o número de pessoas em sua cidade-buraco-negro, a cidade-buraco-negro se tornará automaticamente oito vezes maior. Se você triplicar o número de pessoas em sua cidade-buraco-negro, a cidade-buraco-negro automaticamente se torna quase trinta vezes maior. E se você adicionar mais nove pessoas para cada uma que já está, sua cidade-buraco-negro se tornará mil vezes maior. O que tudo isso significa? Quanto maior o número de pessoas na cidade-buraco-negro, menor sua densidade populacional! Para um buraco negro no Universo: quanto maior sua massa, menor sua densidade média.

Os buracos negros supermassivos são muito menos densos que os buracos negros menos maciços.

Um buraco negro com a massa equivalente à de uma estrela como o nosso Sol é extremamente denso: aproximadamente 1.000.000.000.000.000 de vezes mais denso que o material mais denso que existe no planeta Terra!

Um buraco negro com uma massa igual a mil estrelas como o Sol é “apenas” 1.000.000.000 de vezes mais denso que o material mais denso que existe na Terra, enquanto um buraco negro supermassivo com uma massa um milhão de vezes a massa do Sol é apenas mil vezes mais denso que o material mais denso que existe no planeta Terra.

Mas um buraco negro com uma massa de cem milhões de vezes a massa do nosso Sol é tão denso quanto … a água.

Os maiores buracos negros que conhecemos têm uma massa de cerca de dez bilhões de vezes a massa do Sol: na verdade, sua densidade média é menor que a densidade da atmosfera do planeta Terra.
Os maiores buracos negros cósmicos conhecidos galgariam não apenas na água, mas também no ar que os humanos respiram.

Nosso Universo não é maravilhoso?

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