Speaker A
Um dia o nosso universo vai chegar ao fim, as últimas estrelas vão se apagar e com elas qualquer lembrança do que um dia foi um universo colorido e vibrante.
Explora a possibilidade de civilizações viverem ao redor de buracos negros, analisando diferentes cenários e desafios para a sobrevivência humana.
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Key Takeaways
- Planetas orbitando buracos negros estelares enfrentam desafios graves de estabilidade e sobrevivência.
- Buracos negros supermassivos com baixa taxa de acreção são os candidatos mais viáveis para abrigar uma civilização.
- A fonte de energia é crucial para a habitabilidade, e a radiação intensa dos quasares torna o ambiente hostil.
- A órbita de planetas em sistemas com buracos negros pode ser caótica devido ao problema dos três corpos.
- Adaptar a humanidade para viver ao redor de buracos negros exige superar desafios físicos e energéticos extremos.
What the video covers
- O vídeo discute o futuro do universo e a necessidade de adaptação da humanidade para sobreviver ao redor de buracos negros.
- Primeira tentativa: planeta orbitando um buraco negro estelar sem fonte de energia externa, resultando em extinção devido ao frio extremo.
- Segunda tentativa: planeta orbitando um buraco negro estelar com disco de acreção ativo, mas sofre com ventos energéticos e instabilidade orbital.
- Explica o problema dos três corpos, que torna órbitas estáveis ao redor de buracos negros estelares quase impossíveis.
- Terceira tentativa: planeta orbitando um buraco negro supermassivo com alta taxa de acreção (quasar), ambiente inóspito devido à radiação intensa.
- Quarta tentativa: buraco negro supermassivo com baixa taxa de acreção, cenário mais promissor para a sobrevivência, similar ao buraco negro M87 e ao filme Interstellar.
- O vídeo usa analogias e exemplos científicos para explicar conceitos complexos como discos de acreção, radiação Hawking e estabilidade orbital.
- Inclui uma promoção educacional da plataforma Alura para aprendizado em edição de vídeo e outras habilidades.
- Discute a importância da fonte de energia para a habitabilidade de planetas ao redor de buracos negros.
- Aborda a dificuldade de manter civilizações estáveis em ambientes extremos e caóticos próximos a buracos negros.
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Speaker A
E não importa o que a gente faça ou para onde a gente corra, mesmo que a humanidade dure para sempre, nós vamos precisar nos adaptar para passarmos dessa barreira.
Speaker A
E para isso, vamos precisar aprender a viver ao redor de um buraco negro, mas será que isso é ao menos possível?
Speaker A
Nesse vídeo nós vamos aprender que sim, desde que algumas condições sejam satisfeitas.
Speaker A
Primeira tentativa.
Speaker A
Vamos começar de um jeito simples, vamos escolher um buraco negro que tem um planeta em órbita, nesse primeiro caso, o buraco negro é estelar.
Speaker A
Ou seja, ele não é um monstro galáctico como o buraco negro no centro da nossa galáxia, e sim um buraco negro com algumas vezes a massa do Sol.
Speaker A
E o planeta é exatamente como a Terra, uma curiosidade, se o Sol fosse transformado em um buraco negro com a mesma massa que a nossa estrela tem hoje em dia, todos os planetas continuariam orbitando da mesma forma.
Speaker A
E eu consigo ver vocês digitando nos comentários me xingando, mas isso é verdade.
Speaker A
Soa errado, mas é verdade.
Speaker A
A principal diferença é que o Sol seria comprimido até ficar um pouco maior do que o Monte Everest, e ele também perderia o seu brilho no processo.
Speaker A
Não existe risco de jatos ou ventos aqui, porque o buraco negro não está se alimentando de nada, até mesmo a radiação Hawking, que é o processo que faz buracos negros evaporarem aos poucos, é lento o suficiente para não afetar diretamente o planeta, tudo parece perfeito até aqui, certo?
Speaker A
Errado, nenhum mês depois, nós percebemos que não existe mais civilização no planeta, a humanidade chegou à completa extinção.
Speaker A
Por ser um planeta que não recebe uma fonte de energia, ele é um mundo congelado e inabitável, é impossível de produzir alimentos na superfície.
Speaker A
As temperaturas são baixas demais para a vida como nós conhecemos, o planeta inteiro vira uma espécie de Terra congelada com quase nenhum sinal de vida.
Speaker A
E esse foi o nosso maior erro ao escolher esse planeta, nós estávamos tão focados em buscar algo semelhante à Terra e nos perigos de um buraco negro.
Speaker A
Que nós esquecemos do mais importante, não existe nenhuma fonte de calor sem ser a do próprio planeta, que não é suficiente.
Speaker A
Mas fiquem tranquilos, finjam que isso nunca aconteceu.
Speaker A
Nós ainda temos algumas tentativas.
Speaker A
Só antes de continuar, enquanto você vê essa linda imagem de um buraco negro.
Speaker A
Que tal tirar alguns minutos do seu dia para aprender uma nova habilidade?
Speaker A
Recentemente eu comecei a estudar edição de vídeos novamente.
Speaker A
E sabem onde tem uma formação inteira disso?
Speaker A
Na Alura.
Speaker A
Parceira de longa data do canal.
Speaker A
Na Alura vocês podem aprender desde programação até motion graphics para fazer vídeos que nem esse é do canal.
Speaker A
E tudo com apenas uma assinatura, são mais de 1.400 cursos no total.
Speaker A
E você tem 15% de desconto se você usar o QR code que está aparecendo na tela ou o link alura.tv/cienciatododia.
Speaker A
Só não demore muito porque esse desconto não vai ser de 15% para sempre.
Speaker A
E agora, voltando ao vídeo.
Speaker A
Segunda tentativa.
Speaker A
Dessa vez nós vamos escolher um buraco negro estelar, ou seja, com massa poucas vezes maiores do que a do nosso Sol, que tenha um planeta parecido com a Terra orbitando.
Speaker A
Mas diferente da última, nós vamos supor que o buraco negro está se alimentando de uma estrela companheira, uma binária de raio X.
Speaker A
Agora sim, o disco de acreção que se forma ao redor do buraco negro serve como fonte de calor.
Speaker A
Assim como a estrela que está sendo devorada.
Speaker A
Mas um fato curioso começa a surgir, a órbita do planeta é um pouco estranha.
Speaker A
Ela não parece seguir uma órbita de fato, pelo menos não do jeito que nós estamos acostumados.
Speaker A
Com órbitas quase circulares e perfeitas ao redor do Sol.
Speaker A
Mas o planeta sobreviveu a todo esse tempo ao redor de um buraco negro.
Speaker A
Então, meio que parece que nós podemos ignorar isso, né?
Speaker A
Talvez a órbita esteja seguindo um padrão que nós não conseguimos captar de primeira.
Speaker A
O que importa é que dessa vez a superfície não está congelada.
Speaker A
Mas até conseguimos ver água líquida e algo verde no planeta.
Speaker A
Bem parecido com a forma que nós vemos a Terra do espaço.
Speaker A
Nos primeiros momentos, nós percebemos que a civilização se adapta bem nessas condições.
Speaker A
Apesar de ter uma temperatura maior do que a da Terra.
Speaker A
Ok, parece que nós finalmente acertamos e aprendemos com o erro do passado.
Speaker A
E encontramos um canto para a humanidade prosperar ao redor de um buraco negro.
Speaker A
Até que, quando nós olhamos de novo para o sistema, nós não encontramos mais o planeta.
Speaker A
Puf.
Speaker A
E depois de analisar imagens de telescópios, nós percebemos que um vento energético escapou do sistema buraco negro estrela e acertou em cheio o planeta.
Speaker A
Isso fritou a atmosfera dele e alterou o curso da sua órbita, o que fez com que ele passasse perto demais do buraco negro e fosse engolido no processo.
Speaker A
Em questão de dias, o planeta foi transformado em um espaguete e sugado para dentro do buraco negro.
Speaker A
E quando achamos que não poderia piorar, a estrela explode alguns anos depois.
Speaker A
Porque o buraco negro engoliu grande parte da sua matéria, fazendo ela colapsar.
Speaker A
Mesmo se não fossem os ventos energéticos que o buraco negro emite, o planeta provavelmente acabaria sendo engolido em algum momento.
Speaker A
Esse é o famoso problema dos três corpos.
Speaker A
O movimento das órbitas acaba ficando caótico.
Speaker A
E mesmo se o planeta não tivesse sido engolido, a explosão da estrela faria com que ele fosse frito ou pelo menos ejetado do sistema estelar.
Speaker A
Destinado a congelar no espaço.
Speaker A
Ok, parece que nós estamos chegando em um padrão aqui.
Speaker A
Quem sabe o problema sejam buracos negros estelares.
Speaker A
Eles podem ser mais perigosos do que os supermassivos.
Speaker A
E isso é verdade.
Speaker A
É quase impossível que uma órbita seja estável por tanto tempo ao redor de buracos negros estelares.
Speaker A
Qualquer mínima perturbação alteraria o curso do planeta.
Speaker A
E qualquer civilização na superfície ficaria vulnerável demais por conta disso.
Speaker A
Terceira tentativa.
Speaker A
Dessa vez nós vamos fazer direito.
Speaker A
Ao invés de um buraco negro pequeno com poucas vezes a massa de uma estrela, nós vamos pegar um buraco negro supermassivo com milhões de vezes a massa do Sol.
Speaker A
E para evitar o frio, nós vamos supor que esse buraco negro está se alimentando com uma taxa de acreção bem alta.
Speaker A
O que aconteceria com um planeta orbitando esse buraco negro?
Speaker A
Primeiro nós precisamos considerar que ele vai estar distante o suficiente do buraco.
Speaker A
É, antes mesmo a gente escolher o planeta, ele foi atingido por radiação.
Speaker A
Que destruiu sua atmosfera.
Speaker A
Mas temos um nome especial para buracos negros que se alimentam com taxa de acreção alta.
Speaker A
Quasar.
Speaker A
Eles são objetos tão brilhantes que quando eles foram descobertos pela primeira vez, muitos astrônomos confundiam eles com estrelas.
Speaker A
Olhando para essa imagem aqui, você consegue dizer qual que é o quasar a 9 bilhões de anos luz da gente.
Speaker A
E qual é a estrela apenas alguns anos luz?
Speaker A
Se você respondeu que o quasar é o da esquerda, parabéns, você acertou.
Speaker A
Buracos negros que se alimentam com uma taxa de acreção alta podem ser considerados quasares.
Speaker A
O problema de tentar encontrar uma zona confortável em torno de um quasar é que eles são extremamente energéticos.
Speaker A
Muito mais energéticos do que um planeta suportaria.
Speaker A
Boa parte do espectro que é emitido por um quasar desse está nos comprimentos de onda dos raios X, ultravioleta e até raios gama.
Speaker A
E acho que você já consegue imaginar que mesmo se conseguíssemos colocar a civilização ao redor de um.
Speaker A
Seria um lugar inóspito para seres humanos.
Speaker A
Então vamos evitar buracos negros supermassivos famintos.
Speaker A
Quarta tentativa.
Speaker A
Agora nós vamos escolher um buraco negro supermassivo, mas com taxa de acreção baixa.
Speaker A
Muito parecida com a do M87 estrela, o primeiro buraco negro que nós também fizemos uma imagem.
Speaker A
Esse buraco negro lembra muito Gargantua do filme Interstellar.
Speaker A
E se você já viu o filme, você sabe que planetas podem orbitá-lo.
Speaker A
E eu sei que filmes geralmente são péssimas fontes de fatos científicos, mas nesse filme especificamente, o próprio físico Kip Thorne, que já ganhou um Nobel, ajudou a escolher o tipo de buraco negro que poderia abrigar planetas com vida e zonas habitáveis ao redor.
Speaker A
A zona habitável de um objeto é a região onde é possível a existência de água líquida.
Speaker A
E cada objeto tem uma zona habitável.
Speaker A
Se nós colocássemos um planeta ao redor desse buraco negro.
Speaker A
Nós teríamos um cenário bem parecido com o que acontece no Interstellar.
Speaker A
E assim como no filme, tudo parece funcionar.
Speaker A
O planeta não pode estar perto demais do buraco negro porque ventos energéticos são ejetados a todo momento.
Speaker A
E eles são energéticos o suficiente para fazer o planeta inteiro evaporar.
Speaker A
Ao invés disso, nós vamos colocar o planeta em uma posição um pouco mais confortável e mais distante.
Speaker A
E de início, tudo parece funcionar.
Speaker A
Mas temos uma temperatura agradável e uma fonte de energia que vem do disco de acreção do buraco negro.
Speaker A
Ele até ilumina o céu.
Speaker A
A única desvantagem parece ser o clima.
Speaker A
É como se não existisse um gradiente de temperatura.
Speaker A
Todo o planeta está sempre na mesma temperatura.
Speaker A
E isso acontece porque esse planeta só recebe um comprimento de onda específico.
Speaker A
Que é o suficiente apenas para deixar ele quentinho.
Speaker A
Além disso, não existe uma definição precisa de ano ou de dia, porque por efeitos gravitacionais, a luz está em todo o globo o tempo inteiro.
Speaker A
Ok, mas eu acho que nesse ponto a gente poderia concordar que, bom, poderia ser pior.
Speaker A
Pelo menos parece ser um lugar em que dá para a vida se manter mesmo com esses obstáculos.
Speaker A
Mas com o tempo, qualquer civilização morando num planeta assim perceberia que é muito difícil de produzir alimentos.
Speaker A
As pessoas ficariam doentes com frequência e a taxa de natalidade diminuiria drasticamente.
Speaker A
Em pouco tempo, a civilização encontraria o fim.
Speaker A
Já que muitos não conseguiriam sobreviver aquele sistema.
Speaker A
E isso é impressionante e um tanto quanto inesperado.
Speaker A
Porque ali parecia ser exatamente o tipo de lugar que nós estávamos procurando.
Speaker A
Na zona habitável, sem perigo de algo energético atingir o planeta, energia o suficiente.
Speaker A
Então nós quebramos a cabeça para compreender o que aconteceu.
Speaker A
E finalmente nós entendemos.
Speaker A
Algumas moléculas complexas e essenciais à vida necessitam de fótons de energias diferentes para serem quebradas.
Speaker A
Pensem comigo.
Speaker A
Nós sabemos que o Sol tem um pico de emissão no espectro do visível.
Speaker A
Que é o suficiente para nos dar energia aqui na Terra.
Speaker A
Só que o Sol também emite, em intensidades mais baixas, tanto ondas mais energéticas quanto ondas menos energéticas.
Speaker A
Mas por mais que alguns desses fótons sejam energéticos demais para nós, como por exemplo, a radiação UV, eles ainda são essenciais para quebrar e transformar moléculas que são essenciais para a vida.
Speaker A
Claro que quando nós colocamos o planeta onde só existe um tipo de comprimento de onda chegando e apenas uma temperatura.
Speaker A
Em algum momento isso ia afetar os seres humanos.
Speaker A
É uma consequência indireta e inesperada.
Speaker A
Mas que mesmo assim levaria a civilização ao redor do buraco negro ao colapso.
Speaker A
Então, mais uma vez.
Speaker A
Nós vamos resetar o nosso experimento porque ainda não deu certo.
Speaker A
Tentativa final.
Speaker A
Dessa vez nós vamos caprichar em escolher um buraco negro supermassivo e solitário.
Speaker A
Ele simplesmente não está engolindo nada.
Speaker A
E nem existem estrelas por perto.
Speaker A
A radiação Hawking é tão fraca que ela é praticamente imperceptível.
Speaker A
Ela não interfere em nada no planeta.
Speaker A
A princípio, esse cenário não parece oferecer nenhuma zona habitável.
Speaker A
Justamente pelo buraco negro não oferecer nenhuma fonte de energia.
Speaker A
E esse pode parecer um erro muito parecido com o da nossa primeira tentativa, até porque o grande problema naquela tentativa foi o planeta não ter uma fonte de energia e acabar congelando.
Speaker A
Mas eu gostaria que todos nós tivéssemos um pouco de paciência porque eu já vou explicar o motivo dessa escolha.
Speaker A
Para convencer você de que essa é a nossa melhor opção, eu preciso que você pense no filme Interstellar.
Speaker A
E na maneira como eles lidam com o problema de dilatação temporal.
Speaker A
Basicamente, quando dois astronautas vão para um planeta próximo ao buraco negro, o tempo para eles passa de uma forma muito mais lenta.
Speaker A
Quando eles voltam para a nave, eles percebem que anos se passaram, enquanto para eles, apenas algumas horas haviam passado.
Speaker A
E isso é um efeito real e inclusive é medido aqui na Terra.
Speaker A
Obviamente, de uma forma bem menos intensa.
Speaker A
Mas o que pouca gente sabe é que esse efeito é válido para comprimentos de onda da luz também.
Speaker A
E aqui fica perfeito dar um exemplo.
Speaker A
Imaginem que o astronauta que ficou na nave está mandando um sinal por segundo.
Speaker A
Os astronautas que estão no planeta vão receber 60.000 sinais por segundo.
Speaker A
Porque duas horas no planeta equivale a anos na nave.
Speaker A
Agora transforme isso para a frequência da luz, se o astronauta na nave mandar um sinal de luz com frequência baixa.
Speaker A
Os astronautas no planeta vão receber esse sinal com uma frequência bem mais alta.
Speaker A
Frequências mais altas significam fótons mais energéticos.
Speaker A
Podendo aquecer o planeta de uma forma bem semelhante ao que o Sol faz com a gente.
Speaker A
E o próprio universo oferece uma frequência, um resíduo do Big Bang.
Speaker A
Chamada de radiação cósmica de fundo em microondas, ou CMB.
Speaker A
Para nós aqui na Terra, a radiação cósmica de fundo é quase imperceptível, com os seus meros 2 Kelvin de temperatura, ou menos 271,15 graus Celsius.
Speaker A
Nós só conseguimos medir ela com telescópios especiais.
Speaker A
Mas para um planeta próximo o suficiente de um buraco negro, a radiação cósmica de fundo poderia ser dilatada para comprimentos de onda semelhantes ao do Sol.
Speaker A
Ou seja, a radiação cósmica de fundo seria como se fosse o Sol no céu, ela funcionaria como uma fonte de energia para o planeta, inclusive possibilitando a existência de água líquida.
Speaker A
Então, ok, nós resolvemos o problema de energia.
Speaker A
Os problemas associados a uma possível destruição pelo buraco negro ou por estrelas também já foram resolvidos.
Speaker A
Porque agora nós estamos em uma zona segura.
Speaker A
A civilização poderia viver ao redor desse buraco negro.
Speaker A
O único problema é que dia e noite não seriam conceitos para esse planeta.
Speaker A
Porque a radiação cósmica de fundo vem de todas as direções do universo.
Speaker A
Então o planeta inteiro estaria englobado por essa estrela artificial que o efeito criaria no céu.
Speaker A
As estações do ano também seriam todas iguais.
Speaker A
A própria ideia de ano não existiria.
Speaker A
Seria como viver em um verão eterno sendo dia eternamente.
Speaker A
Um planeta onde as próximas gerações não saberiam o que que é um céu escuro.
Speaker A
Talvez só pelo ponto no céu onde estaria o buraco negro que essa civilização poderia ter uma ideia do que que é o ter um céu escuro.
Speaker A
Ou pelo menos um pedaço do céu escuro.
Speaker A
E é claro que nem isso seria para sempre.
Speaker A
Eventualmente algo poderia chegar até o buraco negro, mesmo que demorasse centenas de milhares de anos.
Speaker A
E além disso, a radiação cósmica de fundo enfraqueceria ano após ano, conforme o universo esfria.
Speaker A
Isso demoraria bastante tempo.
Speaker A
Mas ela também teria um prazo de validade.
Speaker A
Ou seja, seria um abrigo temporário para a humanidade.
Speaker A
Se a pergunta é se poderíamos viver em torno de um buraco negro.
Speaker A
Então, sobre condições extremamente específicas, a resposta é sim.
Speaker A
Mas isso seria tão específico, mas tão específico que é até difícil de encontrar um sistema assim no universo.
Speaker A
Mas o universo é grande, existe uma probabilidade não nula de existir algum sistema assim por aí.
Speaker A
E para mim, a lição que fica desse vídeo é que não importa o quão avançada seja a nossa tecnologia ou o nosso entendimento do cosmos.
Speaker A
Nós nunca vamos poder nos tornar imortais.
Speaker A
Simplesmente aceitem isso.
Speaker A
Muito obrigado.
Speaker A
E até a próxima.
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