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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?
(A) Eles se moveriam em órbitas espirais, aproximando-se sucessivamente do Buraco Negro.
(B) Eles oscilariam aleatoriamente em torno de suas órbitas elípticas originais.
(C) Eles se moveriam em direção ao centro do Buraco Negro.
(D) Eles passariam a precessionar mais rapidamente.
(E) Eles manteriam suas órbitas inalteradas
RESOLUÇÃO:
A resposta correta é (E) "Eles manteriam suas órbitas inalteradas" porque a força gravitacional exercida por um corpo depende apenas da sua massa e da distância entre ele e o objeto que está sendo influenciado por essa força. No caso dos planetas do Sistema Solar, a substituição do Sol por um Buraco Negro de mesma massa não altera a força gravitacional que eles sentem.
Apesar de um Buraco Negro ter características únicas, como a capacidade de aprisionar a luz, a sua influência gravitacional a grandes distâncias é equivalente à de qualquer outro objeto de mesma massa. Portanto, os planetas continuariam a orbitar esse novo Buraco Negro da mesma maneira que orbitavam o Sol, pois a massa que exerce a força gravitacional sobre eles não mudou.