Brasil - Quinta, 27 Abril 2017

O Dia em Que o Mundo Não Acabou

O mundo não acabou. Ligar o maior e mais poderoso acelerador de partículas do mundo próximo a Genebra, Suiça, não disparou a criação de um buraco negro microscópico. E este buraco negro não começou rapidamente a sugar a matéria ao redor cada vez mais rápido até que devorou por completo a Terra, como jornalistas sensacionalistas sugeriram que poderia acontecer.

 

É claro que você já sabia disto, afinal você está vivo e lendo este artigo hoje. Atualmente o acelerador, um anel subterrâneo com cerca de 7,5 quilômetros chamado de Grande Colisor de Hádrons (Large Hadron Collider - LHC em inglês), foi desligado para reparos. Mas na hora em que esta máquina poderosíssima for religada, há alguma chance deste cenário do dia do juízo final ainda acontecer?

 

Relaxe. Como diria Mark Twain, relatos sobre a morte da Terra são sempre exagerados.

 


Acima: Vista aérea do CERN (Organização Européia para Pesquisa Nuclear). O anel maior com 7,5 quilômetros de diâmetro mostra o Grande Colisor de Hádrons localizado no subsolo.
Crédito: CERN


"Realmente nunca houve perigo vindo do acelerador, mas isto não impediu que as pessoas especulassem que poderia haver!" disse Robert Johnson, físico do Instituto Santa Cruz de Física das Partículas e membro da equipe científica do Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi da NASA, que foi lançado em Junho para estudar raios gama de vários fenômenos, inclusive de possíveis buracos negros evaporando.

 

Existem vários motivos pelos quais o mundo não acabou em 10 de setembro, e porque o Grande Colisor de Hádrons não é capaz de iniciar esta calamidade.

 

 Em primeiro lugar, sim, é verdade que o LHC pode criar microscópicos buracos negros. Mas, para registro, ele não poderia tê-los criado no seu primeiro dia. Isto porque os cientistas no CERN não puseram em rota de impacto os feixes de prótons para assim criar colisões de alta energia. O dia 10 de setembro foi apenas um pequeno aquecimento. Até agora, o colisor  ainda não produziu qualquer colisão, e é a energia extrema destas colisões - até 14 tera-elétron Volts - que potencialmente poderia criar um microscópico buraco negro.

 

Direita: Qualquer micro buraco negro criado pelo LHC evaporaria rapidamente, perdendo massa e energia através da radiação de Hawking.

 

Na realidade, assim que o LHC voltar a funcionar e começar a produzir colisões, os cientistas ficarão emocionados se ele criar um pequeno buraco negro. Isto seria a primeira evidência experimental a suportar uma elegante mas não provada e controversa "teoria do tudo" chamada teoria das cordas.

 

Na teoria das cordas, elétrons, prótons, quarks, e todas as outras partículas fundamentais são diferentes vibrações de cordas infinitesimais de 10 dimensões: 9 dimensões espaciais e uma dimensão temporal. (As outras 6 dimensões espaciais estão escondidas por uma explicação ou outra, por exemplo por ser "embrulhada" em uma escala extremamente pequena.) Alguns cientistas exaltam a elegância matemática da teoria das cordas e sua habilidade em integrar a gravidade com outras forças da natureza. O geralmente aceito Modelo Padrão da física das partículas não inclui a gravidade, que é uma das razões dele não predizer que o LHC  poderia criar um ponto gravitacionalmente colapsado - um buraco negro - enquanto a teoria das cordas o prediz.

 

 Muitos cientistas começaram a ter dúvida se a teoria das cordas é verdadeira. Mas assumindo por um instante que ela seja, o que aconteceria quando um buraco negro nascesse dentro do LHC? A supreendente resposta é "quase nada." Mesmo que o buraco negro sobrevivesse por mais que uma fração de segundo (o que provavelmente não aconteceria), muito provavelmente ele seria arremessado no espaço. "Ele teria somente a massa de uma centena ou mais de prótons, e estaria se movendo próximo à velocidade do som, assim facilmente ele teria facilmente a velocidade de escape," explica Johnson. Já que o minúsculo buraco negro seria menor que um milionésimo do tamanho de um próton e teria um empuxo gravitacional extremamente fraco, ele poderia facilmente atravessar a rocha sólida sem sequer tocá-la - ou absorver - qualquer matéria. Do ponto de vista de algo tão minúsculo, os átomos que formam a rocha "sólida" parecem ser quase como um espaço inteiramente vazio: o enorme espaço entre o núcleo do átomo e seus elétrons. Assim, um micro buraco negro poderia mergulhar em direção ao centro da Terra e sair do outro lado sem causar nenhum dano. De qualquer maneira, ele acabaria no quase vácuo do espaço, onde a chance de tocar ou absorver qualquer matéria para se tornar uma ameaça crescente seria menor ainda.

 

Direita: Dentro do Grande Colisor de Hádrons. Os prótons percorrem este túnel a 99,999999% da velocidade da luz.

 

Assim, a primeira coisa que um micro buraco negro faria era deixar para trás o planeta de forma segura. Mas existem outras razões ainda mais fortes pelas quais os cientistas acreditam que o LHC não ameaça de forma alguma a Terra. Uma delas é que um buraco negro criado no LHC quase que certamente evaporaria antes que fosse muito longe, acreditam quase todos os cientistas. Stephen Hawking, o físico que escreveu a Uma Breve História do Tempo, previu que buracos negros irradiam energia, um fenômeno conhecido como radiação de Hawking. Devido a sua perda de energia constante, o buraco negro finalmente evaporaria. Quanto menor for o buraco negro, mais intensa será a radiação Hawking, e mais rápido o buraco negro desaparecerá. Desta forma, um buraco negro milhares de vezes menor que um próton deveria desaparecer quase instantaneamente em uma rápida descarga de energia.

 

"A previsão de Hawking não é baseada na especulativa teoria das cordas mas sim em princípios bem conhecidos da mecânica quântica e da física das partículas," observa Johnson.

 

Apesar de sua forte fundamentação teórica, a radiação de Hawking nunca foi observada diretamente. Ainda assim, os cientistas estão confiantes que qualquer buraco negro criado pelo LHC não representa qualquer ameaça. Como eles podem estar tão certos? Istro deve-se aos raios cósmicos. Milhares de vezes por dia, raios cósmicos de alta energia atingem a atmosfera da Terra, colidindo com moléculas no ar com 20 vezes mais energia que a mais poderosa colisão que poderá ser criada pelo LHC. Assim, se este acelerador pudesse criar buracos negros devoradores da Terra, os raios cósmicos já o teriam feito bilhões de vezes ao longo da história da Terra.

 

Então, já que estamos aqui. Que comecem as colisões!!!

 

Editor: Dr. Tony Phillips | Crédito: Science@NASA | Tradutor: Luis Gabriel

 

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