Um Buraco Negro é um corpo celeste que pode ser formado a partir da morte de uma estrela. Nos Buracos Negros, a densidade de massa é essencialmente infinita, isto é, a concentração de matéria em um ínfimo volume é exorbitantemente grande. Por ser extremamente massivo, um buraco negro gera um campo gravitacional tão intenso que tudo dentro dele colapsa para o centro chamado singularidade. Acredita-se, segundo a teoria do Big-Bang, que o universo iniciou-se numa singularidade, como em um buraco negro, que concentrou tanta metéria e, portanto energia (E=mc2), a ponto de causar uma imensa explosão.
Para escapar da atração gravitacional de um planeta, um corpo deve possuir uma velocidade mínima denominada velocidade de escape. Imagine que você lança uma pedra para o alto com um determinado valor de velocidade, a pedra alcança uma altura máxima até que o campo gravitacinal prevalece e a puxa de volta para baixo. Se você lançar a pedra com uma velocidade maior, o campo gravitacional ainda fará com que a pedra retorne ao chão porém a altura máxima alcançada por ela será maior. Aumentando mais ainda a velocidade de lançamento da pedra (supondo que você seja dotado de forças ilimitadas), haverá um momento em que a pedra escapará da atração gravitacional terrestre, isto ocorre quando a velocidade da pedra é igual à velocidade de escape.
Em um buraco negro a velocidade de escape é maior que a velocidade da luz dentro de seu horizonte de eventos (superfície imaginária ao redor de um buraco negro a partir da qual não se pode retornar), logo nem a luz escapa da atração de um buraco negro e é por isso que ele foi chamado de negro, já que ele não emite luz nenhuma.
Mas, apesar de seu nome, estes objetos não são tão negros assim. Isso foi mostrado pelo famoso cosmologista britânico Stephen Hawking, quando afirmou que no horizonte de eventos do buraco negro acontecem fenômenos que emitem radiação em todas as direções e, por não estarem além do limite da velocidade de escape, acabam sendo espalhadas para o cosmo.
Hawking argumentou ainda que a informação lançada dentro de um buraco negro é perdida totalmente, ou seja, nada pode recuperá-la. O físico t'Hoff mostrou que isso implicaria na violação do princípio da conservação da energia. A isto deu-se o nome de Paradoxo da Informação, o que ainda hoje, alimenta discussões no meio científico.
O estudo dos buracos Negros também está relacionado à tentativa de encontrar evidências do comportamento da matéria que são explicadas pela teoria das cordas, que é a tentativa de unificar as leis do modelo Padrão da física de partículas, que é baseado na mecânica Quântica e engloba a força eletromagnética e as interações nucleares forte e fraca, com os princípios da Teoria da Relatividade Geral, desenvolvida no início do século XX pelo físico alemão Albert Einstein e que descreve o espaço-tempo quadridimensional e os fenômenos associados à gravidade.
Isto faz parte, entre outras coisas, da pesquisa que busca elaborar a teoria de Tudo, que unificaria e explicaria todas as leis da natureza.
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