Em fevereiro de 2016, cientistas do laboratório Ligo, nos EUA, anunciaram a detecção de ondas gravitacionais, que transmitem energia por meio de perturbações no tecido espaço-temporal, e que foram previstas por Albert Einstein há um século.
As ondas detectadas foram geradas pela colisão de dois buracos negros: um que possuía o equivalente a 29 massas solares e outro, 36 massas solares. A fusão dos dois foi responsável pelo surgimento de um buraco negro de 62 massas solares, sendo que as 3 massas solares restantes foram liberadas na forma de energia em um intervalo de tempo de apenas 0,2 segundo, o que gerou uma potência 50 vezes maior que a de todas as estrelas do universo visível juntas. As ondas gravitacionais, originadas desse processo, viajaram por 1,3 bilhão de anos e atingiram os detectores do laboratório Ligo em setembro de 2015. Nos meses seguintes, os cientistas estudaram os resultados da detecção a fim de eliminar possíveis fontes de erro, antes de anunciar a descoberta ao público.
Sabendo que o universo observável contém cerca de cem bilhões de galáxias, cada uma com cerca de cem bilhões de estrelas, cada estrela com potência média de 4×1026 W, a energia liberada na fusão dos dois buracos negros foi igual a:
1×1022 J
8×1025 J
8×1047 J
4×1049 J
2×1050 J
Gabarito:
4×1049 J
Gabarito: D
Sendo a potência média de uma estrela 4 × 1026W, em um intervalo de tempo de Δt = 0,2 s a energia liberada é igual a E = 4 × 1026 × 0,2 = 8 × 1025 J. Como cem bilhões = 100 × 109 = 1011, o total de estrelas no Universo visível é N = 1011 × 1011= 1022. No intervalo de tempo considerado, a energia total será Eestrelas= N ∙ E = 1022 × 8 × 1025 = 8 × 1047 J. A energia liberada pela fusão dos buracos negros, portanto, foi igual a 50 ∙ Eestrelas = 50 × 8 × 1047 = 400 × 1047 = 4 × 1049 J.
Distratores:
A Está incorreta, pois a energia liberada equivale a 4 × 1049 J. O aluno que assinalou essa alternativa calculou apenas o número total de estrelas no universo observável, sem considerar a potência liberada por elas ou pela colisão dos dois buracos negros.
B Está incorreta, pois a energia liberada equivale a 4 × 1049 J. O aluno que assinalou essa alternativa calculou apenas a energia liberada por uma estrela.
C Está incorreta, pois a energia liberada equivale a 4 × 1049 J. O aluno que assinalou essa alternativa calculou apenas a potência de todas as estrelas do universo observável, sem considerar que os buracos negros emitiram energia 50 vezes maior.
E Está incorreta, pois a energia liberada equivale a 4 × 1049 J. O aluno que assinalou essa alternativa provavelmente considerou que a potência liberada por uma estrela é igual à energia por ela liberada em um intervalo de tempo de 1 s em vez de 0,2 s.