Um Buraco Negro é um corpo celeste que possui uma grande quantidade de matéria concentrada em uma pequena região do espaço, de modo que sua força gravitacional é tão grande que qualquer partícula fica aprisionada em sua superfície, inclusive a luz. O raio dessa região caracteriza uma superfície-limite, chamada de horizonte de eventos, da qual nada consegue escapar. Considere que o Sol foi instantaneamente substituído por um Buraco Negro com a mesma massa solar, de modo que o seu horizonte de eventos seja de aproximadamente 3,0 km.
SCHWARZSCHILD, K. On the Gravitational Field of a Mass Point According to
Einstein’s Theory. Disponível em: arxiv.org. Acesso em: 26 maio 2022 (adaptado).
Após a substituição descrita, o que aconteceria aos planetas do Sistema Solar?
Esta questão avalia o conceito de gravitação universal e a compreensão de que a força gravitacional depende da massa dos corpos envolvidos, não de sua forma ou tamanho.
A alternativa correta é a que afirma que os planetas manteriam suas órbitas inalteradas. A razão é simples: a Lei da Gravitação Universal de Newton estabelece que a força gravitacional entre dois corpos depende de suas massas e da distância entre eles. Se o Sol fosse substituído por um Buraco Negro de mesma massa, a força gravitacional exercida sobre cada planeta permaneceria exatamente a mesma. Portanto, as órbitas — determinadas pelo equilíbrio entre essa força e a inércia dos planetas — não seriam alteradas.
O horizonte de eventos de 3,0 km mencionado no texto é muito menor do que o raio do Sol (cerca de 700.000 km), o que significa que os planetas estariam muito além dessa região crítica. Apenas objetos que se aproximassem a menos de 3,0 km do Buraco Negro seriam capturados por ele.
As demais alternativas confundem a alteração da forma ou tamanho do corpo central com uma mudança em sua massa, o que não ocorre no cenário descrito. Órbitas espirais, movimentos aleatórios ou precessão acelerada só aconteceriam se houvesse variação na massa ou em outros parâmetros dinâmicos do sistema.
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