Esta atividade é um complemento da atividade 7, mas com um nível mais avançado (jovens nos últimos anos do ensino médio). Nesse caso, sugere-se que antes de se realizar a atividade 8, realize-se a atividade 7. Na atividade 8 os estudantes calcularão efetivamente a densidade e o raio de Schwarzschild de esferas com o raio de partículas subatômicas. A referida atividade pode ser acessada aqui: https://docs.ufpr.br/~carlos.coimbra/atividade7.html.

Materiais

Os mesmos materiais da atividade 7, caso resolva implementar a atividade 8 como sequência da 7. Caso contrário, os estudantes só precisarão realizar os cálculos sugeridos.

Método a ser seguido pelos estudantes (individualmente ou em grupo, de acordo com o planejamento do professor):

1. Os estudantes ao menos devem ter em mente a estrela de alumínio construída a partir dos materiais da Atividade 7. Nesse sentido, os alunos calcularão a densidade crescente de suas estrelas de alumínio à medida que ficarem cada vez menores. Peça aos alunos para fazerem os cálculos até que as suas estrelas de alumínio sejam calculadas como sendo do tamanho de nêutrons (o raio médio de um nêutron é igual a m).
2. Uma vez que tenham completado os cálculos de nêutrons, informe aos alunos que a estrela de alumínio seria extremamente densa se fosse do tamanho de um nêutron. Mas que isso não é nada comparado ao que acontece quando uma estrela de nêutrons se torna um buraco negro - quando a estrela se torna incrivelmente densa (com volume praticamente igual a zero!). Diga aos alunos que esse é um modelo muito difícil de conceituar, pois não há nada que exista em nossa experiência normal com a qual possa ser comparado.
3. Peça aos alunos que façam o cálculo final de quão pequena a estrela de alumínio teria que ser para se tornar um buraco negro e, em seguida, qual seria o tamanho do horizonte de eventos do buraco negro. Discuta com os alunos se seria possível criar um buraco negro com um pedaço de papel alumínio. (É teoricamente possível, mas a quantidade de energia necessária para isso não pode ser acessada com a atual tecnologia.)
4. Como uma extensão, peça aos alunos que calculem o raio de Schwarzschild do buraco negro presente no centro da nossa Via Láctea, que se acredita ter uma massa de cerca de 4 milhões de sóis (dado que uma massa solar é aproximadamente kg).

Discussão (questões a serem formuladas aos alunos):

1. Como seria a vida na Terra se o Sol fosse substituído por um buraco negro com a massa do Sol? Resposta: Não haveria luz ou calor porque nenhuma luz poderia escapar do buraco negro. Qualquer coisa que caísse no buraco negro produziria raios X e possivelmente raios gama, enviando quantidades letais de radiação. Nada poderia sobreviver. No entanto, supondo que o buraco negro tivesse a mesma massa que o Sol, a Terra continuaria a orbitar como agora.
2. A Terra seria sugada pelo buraco negro? Resposta: A Terra não seria sugada pelo buraco negro, assumindo que o buraco negro tivesse a mesma massa que o sol. Como a massa no centro do sistema solar permanece a mesma, a velocidade e o caminho orbital da Terra não mudariam.