O que aconteceria se um **buraco negro microscópico** atravessasse o teu corpo?

A ideia parece saída de um filme, mas já há contas feitas sobre o cenário: se um buraco negro microscópico atravessasse o corpo humano em linha recta, o efeito seria, de forma surpreendente, relativamente limitado - pelo menos abaixo de uma certa massa. O dano mais relevante não viria de “te engolir por dentro”, mas sobretudo da onda de choque que se formaria ao longo do trajecto, semelhante ao impacto balístico provocado por um projéctil.

Num estudo recente, o físico Robert Scherrer, da Universidade Vanderbilt (EUA), analisou o problema com detalhe. Nas suas estimativas, até um buraco negro com cerca de 100 mil milhões de toneladas provocaria menos estragos do que um disparo de calibre .22.

Porque é que este tema voltou a ganhar atenção (radiação gravitacional e buracos negros)

Scherrer explica que o interesse renovado por buracos negros está ligado a avanços observacionais recentes, incluindo medições de radiação gravitacional proveniente de fusões de buracos negros e novas imagens destes objectos extremos. Além disso, recordou uma história de ficção científica lida nos anos 1970, onde uma pessoa morria após ser atravessada por um buraco negro, e decidiu verificar se tal poderia mesmo acontecer.

Buracos negros primordiais e matéria escura: a ligação possível

Os buracos negros primordiais (com massas inferiores às de estrelas) são, em teoria, uma hipótese para explicar uma parte da matéria escura, responsável pelo excesso de gravidade observado em diferentes escalas do Universo.

A sua origem, porém, seria muito específica: teriam de se formar a partir de sobre-densidades extremas nos instantes iniciais após a Grande Explosão. Como se pensa que essas condições teriam sido raras mesmo num Universo jovem turbulento, não são, hoje, o candidato principal a matéria escura. Ainda assim, a possibilidade de existirem levanta perguntas naturais: com que frequência nos poderiam atingir, que massa seria necessária para causar lesões e que tipo de lesões seriam essas?

Com que probabilidade um buraco negro primitivo atingiria uma pessoa?

Mesmo admitindo que existam, estes objectos seriam tão escassos que o choque com um ser humano seria extraordinariamente improvável. Scherrer estimou uma taxa de colisão “buraco negro–humano” na ordem de uma vez a cada 10^18 anos, um intervalo muitíssimo maior do que a idade actual do Universo (cerca de 13,8 mil milhões de anos). É bem possível que a humanidade nem sequer exista tempo suficiente para que algo assim aconteça - e pode até nem o próprio Universo durar tanto.

O primeiro mecanismo de dano: o rasto e a onda de choque supersónica

Para perceber o impacto físico, Scherrer considerou um buraco negro a atravessar o corpo a cerca de 200 km/s. A essa velocidade, a interacção directa com o tecido seria pequena, porque o objecto é incrivelmente diminuto.

No entanto, como essa velocidade é muito superior à do som no ar, formar-se-ia uma onda de choque supersónica no rasto do buraco negro. É esse choque - e não um “arrancar” de matéria - que rasgaria os tecidos, de forma comparável ao choque supersónico associado a um tiro de calibre .22.

A partir de que massa a onda de choque se torna “significativa”?

As contas indicam que o limiar mínimo para um buraco negro primordial causar danos relevantes ao atravessar o corpo ronda 1,4 × 10^17 gramas, isto é, cerca de 1,4 × 10^11 toneladas (aproximadamente 140 mil milhões de toneladas), cerca de sete vezes a massa do asteróide Toutatis.

Mesmo com essa massa enorme, o buraco negro continuaria minúsculo: o seu diâmetro de Schwarzschild seria de apenas 0,4 picómetros. Para comparação, o diâmetro de um átomo de hidrogénio é de cerca de 106 picómetros.

O segundo mecanismo de dano: força de maré e “espaguetificação”

Há ainda outro modo pelo qual um buraco negro suficientemente massivo poderia ferir uma pessoa: as diferenças de gravidade entre partes do corpo muito próximas do trajecto. Como a gravidade é mais forte quanto mais perto se está do objecto, surge um gradiente chamado força de maré.

A força de maré pode esticar e dilacerar matéria - um processo conhecido como espaguetificação. Ainda assim, a gravidade, à escala humana e atómica, é fraca quando comparada com as forças que mantêm os tecidos e os átomos coesos. Vivemos diariamente sobre um planeta com cerca de 6 × 10^21 toneladas, e isso não faz com que as nossas células se desfaçam.

Que massa é necessária para a força de maré afectar seriamente o corpo?

Para que as forças de maré de um buraco negro primordial atinjam de forma perigosa o tecido mais sensível - o cérebro -, Scherrer concluiu que seria necessária uma massa de, pelo menos, 7 × 10^18 gramas, o que equivale a cerca de 7 × 10^12 toneladas (aproximadamente 7 mil milhões de toneladas). Este valor é comparável à massa do asteróide Iris.

A partir deste limiar, a gravidade do buraco negro já poderia esticar e danificar tecido em escalas realmente graves - embora, nessa situação, é provável que a onda de choque supersónica já tivesse, por si só, causado estragos suficientes para resultar em lesão séria ou morte.

O que não acontece (na versão “microscópica”): ser devorado como uma estrela

Mesmo nos cenários mais desfavoráveis analisados, a descrição não se parece com a imagem popular de um buraco negro a “comer” uma pessoa de dentro para fora. Buracos negros podem engolir estrelas em contextos astrofísicos, mas um buraco negro primitivo pequeno e rápido, ao atravessar um corpo humano, não teria tempo nem “secção de captura” para produzir esse tipo de devoração dramática.

Um detalhe adicional: buracos negros muito pequenos e a radiação de Hawking

Há ainda uma nuance importante no tema dos buracos negros primordiais: se fossem demasiado leves, não sobreviveriam até hoje, porque perderiam massa através da radiação de Hawking e acabariam por evaporar. Isto significa que, se existirem actualmente, tendem a pertencer a gamas de massa para as quais a evaporação é lenta - o que restringe ainda mais o conjunto de cenários plausíveis para encontros com seres humanos.

Limites observacionais: porque é que a matéria escura dificilmente é feita só de buracos negros primordiais

Mesmo sem uma detecção directa, há restrições observacionais fortes à abundância de buracos negros primordiais em várias gamas de massa (por exemplo, através de lentes gravitacionais e efeitos dinâmicos em sistemas astrofísicos). Estas limitações ajudam a explicar por que motivo, apesar de serem teoricamente possíveis, estes buracos negros não são considerados a resposta principal para a matéria escura.

Conclusão prática

Nas palavras de Scherrer, os buracos negros primordiais podem existir em teoria, mas podem também não existir de todo. Se um deles fosse suficientemente grande - do tamanho de um asteróide ou maior -, a passagem através do corpo poderia causar ferimentos graves ou morte, com um comportamento global semelhante a um tiro. Se fosse menor, poderia atravessar sem que a pessoa se apercebesse.

Em qualquer dos casos, a densidade esperada destes objectos é tão baixa que um encontro deste tipo é, na prática, quase impossível.

A análise foi publicada na Revista Internacional de Física Moderna D.