Pesquise para descrever a ideia fundamental do conceito de buraco negro com base nos princípios da mecânica de Newton.
Passo 1
Então, a gente tem esse exercício que pede para a gente descrever a ideia básica de buracos negros usando os princípios da mecânica de Newton. Basicamente, vamos precisar entender como a gravitação funciona na teoria de Newton e como isso pode ser relacionado à formação de um buraco negro.
Passo 2
Primeiro, vamos revisar a lei da gravitação universal de Newton. Essa lei nos diz que qualquer duas massas no universo se atraem com uma força que é diretamente proporcional ao produto das suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. A fórmula fica assim:
Onde:
-
é a força de atração, -
é a constante gravitacional, -
e são as massas, -
é a distância entre os centros das massas.
Passo 3
Agora, vamos pensar na velocidade necessária para um objeto escapar da atração gravitacional de um corpo celeste, que a gente chama de velocidade de escape. A fórmula para a velocidade de escape
é:
Onde:
-
é a massa do corpo celeste, -
é o raio do corpo.
Essa velocidade nos diz quão rápido algo precisa ir para sair da influência gravitacional sem mais força agindo.
Passo 4
Imagina agora que a gente aumenta a massa
de um objeto enquanto mantém ou reduz seu raio
. Conforme faz isso, a velocidade de escape
aumenta. Se a velocidade de escape ultrapassar a velocidade da luz
(que é aproximadamente
m/s), então, de acordo com esse modelo simplificado de Newton, nem a luz conseguiria escapar desse objeto. É assim que surge a ideia de um “buraco negro” mesmo antes da teoria da relatividade de Einstein.
Resposta
Então, usando a mecânica de Newton, a gente pode entender um buraco negro como um objeto com tanta massa concentrada que a velocidade de escape da sua superfície ultrapassa a velocidade da luz. Assim, nada, nem mesmo a luz, consegue escapar da sua atração gravitacional, tornando-o “negro” e invisível para a gente.