Buracos negros e a radiação de Hawking

Os buracos negros são regiões do espaço-tempo em que a gravidade atinge tal intensidade que nada pode escapar de sua atração, nem mesmo a luz. Formam-se geralmente a partir do colapso gravitacional de estrelas massivas, quando a pressão interna não é mais suficiente para contrabalançar a gravidade. A fronteira que delimita um buraco negro é chamada de horizonte de eventos (Ghizoni & Neves, 2018): uma vez ultrapassado esse limite, não há retorno possível para nenhuma partícula ou radiação.

Figura 1 - Primeira fotografia de um buraco negro localizado na galáxia Messier 87 (M87).

(Fonte: Divulgação/EHT Collaboration).

Durante muito tempo, acreditou-se que os buracos negros eram completamente escuros, ou seja, que nada poderia sair de seu interior. Entretanto, em 1974, o físico Stephen Hawking mostrou que, ao se considerar os efeitos da mecânica quântica nas proximidades do horizonte de eventos, os buracos negros não são objetos absolutamente passivos, mas podem emitir radiação. Essa radiação, conhecida como radiação de Hawking, surge a partir das chamadas flutuações quânticas do vácuo: pares de partículas e antipartículas que se formam espontaneamente e, normalmente, se aniquilam em seguida. Perto do horizonte de eventos, pode acontecer de uma partícula ser capturada pelo buraco negro enquanto a outra escapa. Para um observador distante, isso equivale a uma emissão de radiação.

O  resultado desse processo é que o buraco negro perde massa e energia lentamente, podendo, em teoria, evaporar completamente ao longo de períodos de tempo extremamente longos. A radiação de Hawking possui caráter térmico, permitindo associar uma temperatura aos buracos negros, um conceito surpreendente, pois conecta a gravidade, a mecânica quântica e a termodinâmica em um mesmo fenômeno. 

Figura 2 - Representação da formação da radiação de Hawking. 

(Fonte: Sky and Telescope).

Embora a radiação de Hawking seja extremamente fraca para buracos negros de massa estelar, podendo ser facilmente encoberta pelo fundo cósmico de micro ondas, ela se torna mais significativa em buracos negros hipotéticos muito pequenos.

A descoberta da radiação de Hawking trouxe implicações profundas. Uma delas é a possibilidade de que buracos negros evaporem totalmente, o que levanta o chamado paradoxo da informação: se a radiação emitida é puramente térmica, o que acontece com a informação sobre a matéria que caiu no buraco negro? Esse problema ainda é objeto de intensos debates na física teórica, pois envolve a compatibilidade entre a relatividade geral e a mecânica quântica. 

Dessa forma, os buracos negros, longe de serem apenas “devoradores cósmicos”, tornam-se laboratórios naturais para explorar alguns dos maiores mistérios da física, representando pontos de encontro entre as teorias fundamentais que descrevem o Universo.   

Referências

GHIZONI, H. S.; NEVES, M. C. D. Interstellar: a Relatividade na Ficção Científica e o Ensino de Física. Olhar de Professor, v. 21, n. 18, p. 289-317, 2018.

HAWKING, S. W. Particle Creation by Black Holes. Communications in Mathematical Physics, v. 43, n. 3, p. 199 - 220, 1975

HAWKING, S. W.; ELLIS, G. F. R. The Large Scale Structure of Space - Time. Cambridge: Cambridge University Press, 1973.   

REVISTA GALILEU. Astrônomos observam campos magnéticos no 1° buraco negro fotografado. Galileu, 2021. Disponível em: https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/Espaco/noticia/2021/03/astronomos-observam-campos-magneticos-no-1-buraco-negro-fotografado.html. Acesso em: 21 de ago. de 2025.

LIVEIRA, N. Buracos negros evaporam? Conheça a radiação Hawking. TecMundo, 2024. Disponível em: https://www.tecmundo.com.br/ciencia/289739-buracos-negros-evaporam-conheca-radiacao-hawking.htm. Acesso em: 21 de ago. de 2025.