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Ciências da Natureza e suas Tecnologias
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Ciências da Natureza e suas Tecnologias Question #019e5beb

Question Statement
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
#Gravitação Universal
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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.

Correct

Official Explanation / Community Explanations

A resposta correta é que os planetas manteriam suas órbitas inalteradas. Isso ocorre porque a força gravitacional exercida pelo Sol sobre os planetas depende apenas de sua massa, e não de seu tamanho ou densidade. Como o buraco negro possui a mesma massa do Sol, a força gravitacional sobre cada planeta permanece a mesma, e, portanto, suas órbitas não sofrem alteração. As demais alternativas estão incorretas: a alternativa que sugere órbitas espirais implicaria perda de energia, o que não ocorre; a oscilação aleatória não tem fundamento físico; o movimento em direção ao centro ocorreria apenas se a massa fosse maior; e a precessão mais rápida exigiria alteração na distribuição de massa ou efeitos relativísticos adicionais, que não estão presentes.