
Portuguese: 
Isso pareceu um pouco fácil demais.
Este episódio foi possível graças aos generosos apoiadores no Patreon.
Ei malucos.
Quando você começa a aprender sobre buracos negros,
parece que eles são muito fáceis de fazer.
É só colocar pelo menos 3 vezes a massa do sol em um espaço pequeno o suficiente
e BUM!
Você tem um buraco negro.
Mas, existem alguns obstáculos ocultos neste processo.
Obstáculo 1: Você provavelmente está subestimando o quão pequeno isso tem que ficar.
Muito menor do que a maioria das pessoas pensa.
Quer dizer, aqui temos 3 Sóis.
Espere um pouco.
Espere um pouco.
Espere um pouco.
Isso seria um buraco negro com 3 sóis dentro dele.
Isso é compressão a sério!
Não admira que seja preciso 3 sóis de gravidade.
O espaço ocupado por um buraco negro não rotativo é dado por algo chamado
o raio de Schwarzschild!
Shwarz shwar shild... O que? Tanto faz.
Dada uma certa quantidade de massa, ele indica o quanto você precisa compactá-la,

English: 
That seemed a little too easy.
This episode was made possible by generous supporters on Patreon.
Hey Crazies.
When you first learn about black holes, it
seems like they’re pretty easy to make.
You just put at least 3 times the mass of
the Sun in a small enough space
and bam!
You’ve got yourself a black hole.
But there are some hidden obstacles in this process.
Obstacle 1: You’re probably underestimating how small this has to be.
It’s a lot smaller than most people think.
I mean, this is 3 Suns.
Wait for it.
Wait for it.
Wait for it.
This is a black hole with 3 Suns inside it.
That is some serious compression!
No wonder it takes 3 Suns worth of gravity.
The space occupied by a non-rotating black hole is given by something called
the Schwarzschild radius!
Shwarz shwar shield. What. Whatever.
Given a certain amount of mass,
this is how small you need to compress it,

Portuguese: 
para transformá-la em um buraco negro.
Mesmo os buracos negros rotativos têm um tamanho praticamente igual.
E isso é apenas o horizonte de eventos, um limite que não podemos ver além.
Na verdade, nós não temos ideia do quão pequenas as coisas dentro dele se tornaram.
A relatividade geral diz que colapsa a uma infinita densidade, em algo chamado singularidade física,
o que nos leva ao nosso próximo número.
Obstáculo 2: Mecânica clássica não se aplica a buracos negros.
Isso significa que temos que ter cuidado com o que entendemos por massa.
A massa pode se tornar confusa bem rápido.
Rápido-rápido!
A gravidade é a curvatura do espaço-tempo e
isso é causado pela energia.
É melhor falar sobre energia.
Então, quando dizemos que precisamos de pelo menos 3 vezes a massa do Sol,
estamos realmente dizendo que precisamos de pelo menos 3 vezes a energia do sol.
Não precisa ser energia de matéria.
Poderia facilmente ser energia luminosa.
A mesma regra se aplica.
Sim, luz apenas, poderia teoricamente formar um buraco negro.
Mas, não é fácil colocar tanta luz em um espaço pequeno o suficiente.
É muito mais fácil fazer isso com energia de matéria.

English: 
to turn it into a black hole.
Even rotating black holes have a size that’s about the same.
And that’s just the event horizon, a boundary we can’t see beyond.
We really have no idea how small the actual stuff inside it has gotten.
General relativity says it collapses to infinite density into something called a physical singularity,
which brings us to our next issue.
Obstacle 2: Classical mechanics does not apply to black holes.
That means we have to be careful about what we mean by mass.
Mass can get confusing real fast.
Fast fast!
Gravity is the curvature of space-time and
that’s caused by energy.
It’s better to talk about energy.
So, when we say we need at least 3 times the mass of the Sun,
we’re really saying we need at least 3 times the energy of the Sun.
It doesn’t have to be matter energy.
It could just as easily be light energy.
The same rule applies.
Yes, pure light could theoretically form a black hole.
It’s just not easy getting that much light in a small enough space.
It’s a lot easier to do this with matter energy.

English: 
Obstacle 3: For a black hole to exist, it must exist in all frames of reference.
In relativity, people can disagree on how far apart events are,
how much time passes between them, or even what order they happen in,
but everyone agrees on whether or not an event occurred.
If an event horizon forms, then everyone will observe that it formed,
including someone at rest with respect to the black hole.
So, no, you can’t just move a rock really fast and make a black hole.
That’s not how this works. That’s not how any of this works.
Black holes are made by compressing neutron stars,
which are mostly big balls of neutrons.
The kinetic energy of individual neutrons can count toward the energy needed to make a black hole,
but not the kinetic energy of the whole neutron star through space,
which brings us to our final issue.
Obstacle 4: Black holes are made from compressed neutrons
and neutrons are quantum particles.
So, here’s the situation.
You mean, like, that guy from the Jersey Shore?
What?!

Portuguese: 
Obstáculo 3: Para existir um buraco negro, ele deve existir qualquer seja o seu referencial.
Na relatividade, as pessoas podem discordar sobre quão separados estão os eventos,
quanto tempo passa entre eles, ou até em que ordem eles acontecem
mas todos concordam se um evento ocorreu ou não.
Se um horizonte de eventos se forma, então todos irão observar que ele se formou,
incluindo alguém em repouso em relação ao buraco negro.
Então: Não, você não pode simplesmente mover uma pedra muito rápido e fazer um buraco negro.
Não é assim que isso funciona. Não é assim que tudo isso funciona.
Buracos negros são feitos pela compressão de estrelas de nêutrons,
que são basicamente grandes bolas de nêutrons.
A energia cinética de cada nêutron pode contribuir para a energia necessária para se fazer um buraco negro,
mas não a energia cinética da estrela como um todo, através do espaço,
o que nos leva ao nosso último problema.
Obstáculo 4: Buracos negros são feitos de nêutrons comprimidos
e nêutrons são partículas quânticas.
Então, esta é a situação.
Você quer dizer aquele cara da costa de Jersey?
O que?!

English: 
If black holes come from neutron stars
and you can’t understand neutron stars without quantum mechanics,
then you can’t understand black holes without quantum mechanics.
We learned something very important in this video.
Quantum particles are never objects.
They are always waves.
Specifically, quantum probability waves, which means we need two things:
The Heisenberg uncertainty principle and the Pauli exclusion principle.
Explusion?
Exclusion.
We’ll start with the second one.
The Pauli exclusion principle states that fermions
like electrons, protons, and neutrons, must occupy a unique quantum state.
In other words, you can’t have more than one in the same state.
If they have the same energy, then they must have different momenta
or spin orientations or something.
This is important because it’s what keeps normal neutron stars from collapsing.
Once all the neutrons settle down and find the lowest state they can, that’s it!
Any closer and some of the neutrons would have to occupy the same state,
which the Pauli exclusion principle says they can’t do.

Portuguese: 
Se buracos negros vêm de estrelas de nêutrons
e você não consegue entender estrelas de nêutrons sem mecânica quântica,
então, você não pode entender os buracos negros sem a mecânica quântica.
Nós aprendemos algo muito importante neste vídeo aqui.
Partículas quânticas nunca são objetos.
Eles são sempre ondas.
Especificamente, ondas de probabilidade quântica, o que significa que precisamos de duas coisas:
O princípio da incerteza de Heisenberg e o princípio de exclusão de Pauli.
Explosão?
Exclusão.
Vamos começar com o segundo.
O princípio de exclusão de Pauli afirma que férmions
como elétrons, prótons e nêutrons, devem ocupar um estado quântico único.
Em outras palavras, você não pode ter mais de um no mesmo estado.
Se eles têm a mesma energia, então eles devem ter momentos diferentes
ou spins diferentes, ou algo assim.
Isso é importante porque é o que impede que as estrelas de nêutrons normais entrem em colapso.
Quando todos os nêutrons se acalmam e encontram o estado mais baixo possível, acabou!
Mais perto e alguns dos nêutrons teriam que ocupar o mesmo estado,
que o princípio de exclusão de Pauli diz que eles não podem fazer.

English: 
But this doesn’t explain everything we observe.
We’ve noticed that, the more mass a neutron star has, the smaller it is.,
which might leave you wondering:
How can they shrink like that if they’ve reached their lowest state?
Shouldn’t they get bigger?
Questions to which there is only one possible answer.
Neutron stars do expand. Just not in space.
This is where we need the Heisenberg uncertainty principle.
These quantities here are standard deviations.
They give us an idea of the spread of possible values.
If your wave is highly localized, the standard deviation is small.
If there’s a range of possible values, the standard deviation is large.
This one here is for position and this one is for momentum.
If you want to narrow down where a particle might appear,
then you have to accept a wider range of possible motions.
Hmm, how can we visualize this?
It’s time for crazy talk.
Let’s imagine for a moment that any continuous
property of a quantum particle
can be treated like a space axis.

Portuguese: 
Mas isso não explica tudo o que observamos.
Nós observamos que, quanto mais massa uma estrela de nêutrons tem, menor ela é.
o que pode fazer você se perguntar:
Como eles podem encolher mais, se já tinham atingido seu estado mais baixo?
Eles não deveriam ficar maiores?
Perguntas para as quais há apenas uma resposta possível.
Estrelas de nêutrons se expandem sim. Apenas não no espaço.
É aqui que precisamos do princípio da incerteza de Heisenberg.
Essas quantidades aqui são desvios padrão.
Eles nos dão uma ideia da dispersão de valores possíveis.
Se sua onda é altamente localizada, o desvio padrão é pequeno.
Se houver uma maior variedade de valores possíveis, o desvio padrão será grande.
Este aqui é para a posição e este é para o momento.
Se você quiser restringir os locais onde uma partícula pode aparecer,
então você tem que aceitar uma gama maior de movimentos possíveis.
Hmm, como podemos visualizar isso?
É hora da Conversa Maluca.
Vamos imaginar por um momento que qualquer propriedade contínua de uma partícula quântica
pode ser tratada como um eixo espacial.

Portuguese: 
Estamos acostumados a usar a palavra "espaço" implicando algum tipo de posição, mas não necessariamente,
portanto, vamos ser mais específicos e chamaremos de espaço-posição.
Por enquanto, tudo bem.
Agora vamos imaginar que há algo chamado espaço-momento,
que é momento mapeado em um eixo.
Podemos até mesmo representá-los juntos assim.
À medida que a onda de posição diminui, a onda de momento se expande e vice-versa.
Quanto mais definido se torna um, menos definido se torna o outro.
O mesmo tipo de coisa acontece com os nêutrons em uma estrela de nêutrons.
É um pouco mais complicado porque existem três eixos de espaço-posição
e três eixos de espaço-momento a serem considerados, mas o princípio básico é o mesmo.
Conforme os nêutrons em uma estrela de nêutrons se aproximam mais e mais,
eles têm que ocupar estados de momento cada vez mais altos.
Estrelas de nêutrons expandem-se em espaço-momento
Isso permite que a estrela encolha em espaço-posição até que o buraco negro se forme.
Agora, isso é que é "sinistro"!
Então, quão difícil é fazer um buraco negro?
Tipo, muito difícil!
Primeiro, você precisa colocar a matéria ou luz em um espaço pequeno o suficiente
que receba pelo menos a gravidade de 3 sóis em nêutrons.

English: 
We’re used to the word "space" implying some kind of position, but it doesn’t have to,
so we’ll be more specific and call it position-space.
So far, so good.
Now let’s imagine there is also something called momentum-space,
which is momentum mapped onto an axis.
We can even graph them together like this.
As the position wave shrinks, the momentum wave expands and vice versa.
The more definite one becomes, the less definite the other becomes.
The same kind of thing happens to the neutrons in a neutron star.
It’s a little more complicated because there are three position-space axes
and three momentum-space axes to consider, but the basic principle is the same.
As the neutrons in a neutron star get closer and closer together,
they have to occupy higher and higher momentum states.
Neutron stars expand in momentum-space.
This allows the star to shrink in position-space until the black hole forms.
Now that’s wicked!
So how hard is it to make a black hole?
Like, really hard!
First, you have to get matter or light into a small enough space,
which takes at least 3 Suns worth of gravity in neutrons.

English: 
Then that gravity has to expand the star in
momentum-space,
so it can compress it in position-space enough to make a black hole.
Wow! It’s amazing these things even form in the first place.
So, got any questions about black holes?
Please ask in the comments.
Thanks for liking and sharing this video.
Don’t forget to subscribe if you’d like to keep up with us.
And until next time, remember, it’s OK to be a little crazy.
Just to clarify: Matter is never converted to energy,
but it can be converted to light.
Both matter and light are real things that have energy.
The energy is just changed from one type to another.
Anyway, thanks for watching!

Portuguese: 
Então essa gravidade tem que expandir a estrela em espaço-momento,
então ele pode comprimi-lo em espaço-posição o suficiente para fazer um buraco negro.
Uau! É incrível que essas coisas se formem em primeiro lugar.
Então, você tem alguma dúvida sobre buracos negros?
Por favor, pergunte nos comentários.
Obrigado por gostar e compartilhar este vídeo.
Não se esqueça de se inscrever se quiser nos acompanhar.
E até a próxima vez, lembre-se, tudo bem ser um pouco maluco.
Só para esclarecer: a matéria nunca é convertida em energia,
mas pode ser convertida em luz.
Tanto a matéria quanto a luz são coisas reais que têm energia.
A energia é apenas convertida de um tipo para outro.
De qualquer forma, obrigado por assistir!
