Buraco negro supermassivo
Um buraco negro supermassivo é uma classe de buracos negros encontrados principalmente no centro das galáxias.
Ao contrário dos buracos negros estelares, que são originados a partir da evolução de estrelas
de massa elevada, os buracos negros supermassivos foram formados por imensas nuvens de gás ou por aglomerados de milhões de estrelas que colapsaram sobre a sua própria gravidade quando o universo ainda era bem mais jovem e denso.
Os buracos negros supermassivos possuem uma massa milhões ou até bilhões de vezes maior que a massa do Sol. A maioria dos buracos negros supermassivos já catalogados estão em forte atividade, ou seja, continuam atraindo matéria para si, aumentando ainda mais a sua massa.
Acredita-se que buracos negros supermassivos existam nos centros de quase todas as galáxias. O buraco negro no centro da Via Láctea, denominado Sagittarius A*, tem uma massa de aproximadamente quatro milhões de vezes a massa solar, determinada diretamente a partir da observação de órbitas estelares.
Formação
Alguns modelos para a formação de buracos negros supermassivos já foram descritos. O mais óbvio é o lento acréscimo de matéria, começando de um buraco negro de um tamanho estelar. Outro modelo de formação de um buraco negro supermassivo envolve uma grande nuvem de gás colapsando com uma estrela relativa de talvez cem mil massas solares ou mais.
A estrela então se tornaria instável à perturbações radiais devido ao par de elétron-pósitron produzido neste evento, e deve colapsar diretamente em um buraco negro sem uma explosão supernova, o que poderia ejetar a maior parte de sua massa e impedir de deixar um buraco negro remanescente.
Ainda há outro modelo de explosão, que envolve um denso aglomerado de estrelas indo ao colapso enquanto a capacidade de calor negativa do sistema se leva a velocidade de dispersão no centro a velocidades relativas. Finalmente, buracos negros primordiais devem ter sido produzidos diretamente da pressão externa nos primeiros instantes depois do Big Bang.
A dificuldade em formar um buraco negro supermassivo se deve à necessidade de matéria suficiente para estar em um pequeno e suficiente volume. Esta matéria precisa ter um momento angular muito pequeno para que isto aconteça. Normalmente o processo de crescimento envolve o transporte de uma grande doação inicial de um momento angular exteriormente, e isto parece ser o fator limite no crescimento de um buraco negro, e explica a formação de discos de acrescimento.
Distribuição de massa
Atualmente, parece haver uma lacuna na distribuição de massa de buracos negros. Há buracos negros de massa estelar, gerados a partir de estrelas em colapso, que chegam, talvez, a 33 massas solares.
Por outro lado, o limite inferior para a massa de um buraco negro supermassivo é de cerca de 100 000 massas solares. Entre estes dois casos, há uma falta de buracos negros de massa intermediária.
Tal lacuna sugeriria qualitativamente diferentes processos de formação. Entretanto, alguns modelos sugerem que fontes de raios X ultraluminosas podem ser buracos negros desse grupo intermediário.
Atividade e evolução galáctica
Pensa-se que a gravitação de buracos negros supermassivos no centro de muitas galáxias alimenta objetos ativos, como galáxias e quasares de Seyfert. Um núcleo galáctico ativo (AGN) agora é considerado um núcleo galáctico que hospeda um buraco negro maciço que está acumulando matéria e exibe uma luminosidade suficientemente forte. A região nuclear da Via Láctea, por exemplo, carece de luminosidade suficiente para satisfazer essa condição.
O modelo unificado de AGN é o conceito de que a grande variedade de propriedades observadas da taxonomia de AGN pode ser explicada usando apenas um pequeno número de parâmetros físicos. Os pesquisadores descobriram evidências de que ventos supermassivos de buracos negros podem alterar a taxa com que as galáxias são capazes de formar estrelas.
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A Importância dos Buracos Negros Supermassivos para o Projeto Viagens na Velocidade da Luz
No contexto do "Projeto Viagens na Velocidade da Luz" descrito, os buracos negros supermassivos parecem desempenhar um papel crucial, embora de uma maneira indireta e conceitual, atuando como um "ponto de referência" e uma fonte de inspiração para a compreensão da gravidade e do espaço-tempo em escalas extremas.
Embora o texto não mencione explicitamente a utilização direta de um buraco negro supermassivo como propulsão ou meio de viagem, a forma como a LS-1 (a espaçonave) interage com o universo e a descrição da gravidade e do espaço sugerem uma forte influência da compreensão dos fenômenos gravitacionais extremos observados em torno desses objetos.
Compreensão da Gravidade e Distorção do Espaço-Tempo:
- A descrição da massa como um "campo gravitacional de intensa energia" e a analogia com a "distorção do campo, a dilatação" ao escrever na areia da praia refletem a compreensão moderna da gravidade, fortemente influenciada pelos estudos sobre buracos negros e a relatividade geral.
- Os buracos negros supermassivos são os objetos com os campos gravitacionais mais intensos conhecidos no universo, onde a distorção do espaço-tempo é extrema. O projeto parece buscar uma forma de manipular essa distorção para facilitar viagens interestelares.
Inspiração para a Manipulação da Massa e do Campo Gravitacional:
- A LS-1 é descrita como um transporte que pode "disparar grandes quantidades de massa" com a função de "escudo e guia". A compreensão da interação da massa com o campo gravitacional, observada em torno de buracos negros, pode ter inspirado essa abordagem de manipular a massa para alterar a trajetória e interagir com o espaço.
- A ideia de que "cada corpo no espaço possui uma massa [...] e age como uma força gravitacional" é fundamental para entender a dinâmica cósmica e a interação entre a LS-1 e o "disparo de massa".
Referência para Escalas Extremas:
- A menção ao "Centro da Via Láctea" e a Sagittarius A* (embora não diretamente relacionada à propulsão da LS-1) serve como um lembrete da existência de objetos massivos e da escala do universo, onde fenômenos gravitacionais extremos ocorrem naturalmente.
- O estudo desses objetos ajuda a refinar a compreensão das leis da física em condições extremas, o que pode ser crucial para desenvolver tecnologias de viagem interestelar.
Conceito de "Vácuo" e "Correntes de Água no Espaço":
- A analogia do espaço com o mar e suas "correntes de água" sugere a busca por entender e aproveitar as "correntes gravitacionais" cósmicas para o movimento, de forma semelhante à forma como as correntes marinhas influenciam a navegação. A gravidade intensa dos buracos negros supermassivos pode ser vista como um tipo de "corrente" de escala cósmica.
Entendimento da "Diminuição de Massa" em Campos Gravitacionais:
- A ideia de "diminuição de massa" ao cruzar a "linha" (entre sistemas solares) pode estar relacionada à forma como a gravidade afeta a interação entre corpos celestes. Embora não diretamente ligada à LS-1, a compreensão desses fenômenos é importante para a navegação interestelar.
Em resumo, embora o projeto não utilize um buraco negro supermassivo como motor, a sua existência e os estudos sobre os fenômenos gravitacionais extremos associados a eles fornecem um contexto e uma inspiração fundamental para a compreensão da gravidade e do espaço-tempo em escalas cósmicas. Essa compreensão é essencial para conceber e desenvolver tecnologias que permitam viagens interestelares, como a LS-1, próxima à velocidade da luz.
A LS-1 parece buscar uma forma de manipular a gravidade, possivelmente através da criação de campos gravitacionais artificiais ou da interação com campos gravitacionais naturais, para impulsionar a nave e protegê-la em viagens interestelares. A observação e o estudo dos buracos negros supermassivos, com seus campos gravitacionais intensos e a forma como distorcem o espaço-tempo, são cruciais para a base teórica e conceitual desse tipo de projeto.