Se buracos de minhoca estão por aí em nosso Universo, é assim que podemos encontrá-los

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(Créditos: KTSDesign/Science Photo Library/Getty Images)

Traduzido por Julio Batista
Original de Andreea Font para o The Conversation

A teoria da relatividade geral de Albert Einstein mudou profundamente nosso pensamento sobre os conceitos fundamentais da física, como o espaço e o tempo. Mas também nos deixou alguns mistérios profundos.

Um deles são os buracos negros, que só foram detectados de forma inequívoca nos últimos anos. Outro eram os “buracos de minhoca” – pontes conectando diferentes pontos no espaço-tempo, em teoria fornecendo atalhos para viajantes espaciais.

Os buracos de minhoca ainda estão no reino da imaginação. Mas alguns cientistas acham que em breve seremos capazes de encontrá-los também. Nos últimos meses, vários novos estudos sugeriram caminhos intrigantes para o futuro.

Buracos negros e buracos de minhoca são tipos especiais de soluções para as equações de Einstein, surgindo quando a estrutura do espaço-tempo é fortemente dobrada pela gravidade. Por exemplo, quando a matéria é extremamente densa, o tecido do espaço-tempo pode se tornar tão curvo que nem mesmo a luz pode escapar. Este é um buraco negro.

Como a teoria permite que a estrutura do espaço-tempo seja esticada e dobrada, pode-se imaginar todos os tipos de configurações possíveis.

Em 1935, Einstein e o físico Nathan Rosen descreveram como duas partes do espaço-tempo podem ser unidas, criando uma ponte entre dois universos. Este é um tipo de buraco de minhoca – e desde então muitos outros foram imaginados.

Alguns buracos de minhoca podem ser “percorríveis”, o que significa que os humanos podem passar por eles. Para isso, porém, eles precisariam ser grandes o suficiente e mantidos abertos contra a força da gravidade, que tenta fechá-los. Empurrar o espaço-tempo dessa maneira exigiria grandes quantidades de “energia negativa”.

Parece ficção científica? Sabemos que existe energia negativa, pequenas quantidades já foram produzidas no laboratório. Também sabemos que a energia negativa está por trás da expansão acelerada do Universo.

Portanto, a natureza pode ter encontrado uma maneira de fazer buracos de minhoca.

Localizando buracos de minhoca no céu

Como podemos provar que existem buracos de minhoca? Em um novo paper, publicado no Monthly Notices of the Royal Society, astrônomos russos sugerem que eles podem existir no centro de algumas galáxias muito brilhantes e propõem algumas observações para encontrá-los.

Isso se baseia no que aconteceria se a matéria que saísse de um lado do buraco de minhoca colidisse com a matéria que estava sendo sugada. Os cálculos mostram que essa atração resultaria em uma exibição espetacular de raios gama que poderíamos tentar observar com telescópios.

Essa radiação pode ser a chave para a diferenciação entre um buraco de minhoca e um buraco negro, anteriormente considerado indistinguível do lado de fora. Mas os buracos negros deveriam produzir menos raios gama e ejetá-los em um jato relativístico, enquanto a radiação produzida através de um buraco de minhoca ficaria confinada a uma esfera gigante.

Embora o tipo de buraco de minhoca considerado neste estudo seja percorrível, não seria uma viagem agradável. Por estar tão perto do centro de uma galáxia ativa, as altas temperaturas queimariam tudo.

Mas este não seria o caso para todos os buracos de minhoca, como aqueles mais distantes do centro galáctico.

A ideia de que as galáxias podem abrigar buracos de minhoca em seus centros não é nova. Veja o caso do buraco negro supermassivo no coração da Via Láctea. Ele foi descoberto pelo rastreamento meticuloso das órbitas das estrelas perto do buraco negro, uma grande conquista que recebeu o Prêmio Nobel de Física em 2020.

Mas um paper recente sugeriu que essa atração gravitacional pode ser causada por um buraco de minhoca.

Ao contrário de um buraco negro, um buraco de minhoca pode “vazar” parte da gravidade dos objetos localizados do outro lado. Essa ação gravitacional assustadora acrescentaria um pequeno impulso aos movimentos das estrelas perto do centro galáctico. De acordo com este estudo, o efeito específico deve ser mensurável em observações em um futuro próximo, uma vez que a sensibilidade de nossos instrumentos fique um pouco mais avançada.

Coincidentemente, outro estudo recente relatou a descoberta de alguns “círculos de rádio estranhos” no céu. Esses círculos são estranhos porque são enormes, mas não estão associados a nenhum objeto visível. Por enquanto, eles desafiam qualquer explicação convencional, então os buracos de minhoca foram apontados como uma possível causa.

Uma lata de minhocas e de possibilidades

Os buracos de minhoca controlam fortemente nossa imaginação coletiva. De certa forma, eles são uma forma intrigante de escapismo. Ao contrário dos buracos negros, que são um pouco assustadores, pois prendem tudo ao redor dentro deles, os buracos de minhoca podem nos permitir viajar para lugares distantes mais rápido do que a velocidade da luz.

Eles podem até ser máquinas do tempo, fornecendo uma maneira de viajar ao passado – como sugerido pelo falecido Stephen Hawking em seu último livro.

Buracos de minhoca também surgem na física quântica, que governa o mundo dos átomos e partículas. De acordo com a mecânica quântica, as partículas podem surgir do espaço vazio, apenas para desaparecer um momento depois.

Isso foi visto em incontáveis ​​experimentos. E se partículas podem ser criadas, por que não buracos de minhoca?

Os físicos acreditam que buracos de minhoca podem ter se formado no início do Universo a partir de uma espuma de partículas quânticas surgindo e desaparecendo. Alguns desses “buracos de minhoca primordiais” podem ainda existir hoje.

Experimentos recentes sobre O “teletransporte quântico” – uma transferência “desencarnada” de informações quânticas de um local para outro – acabaram funcionando de uma forma assustadoramente semelhante a dois buracos negros conectados por um buraco de minhoca.

Esses experimentos parecem resolver o “paradoxo da informação quântica”, que sugere que a informação física pode desaparecer permanentemente em um buraco negro. Mas eles também revelam uma profunda conexão entre as teorias notoriamente incompatíveis da física quântica e da gravidade – com buracos de minhoca sendo relevantes para ambas – que podem ser instrumentais na construção de uma “teoria de tudo”.

O fato de que os buracos de minhoca desempenham um papel nesses desenvolvimentos fascinantes provavelmente não passará despercebido. Podemos não tê-los encontrado, mas certamente podem estar lá fora. Eles podem até nos ajudar a entender alguns dos mistérios cósmicos mais profundos, como se nosso Universo é o único.


Andreea Font é professora sênior de Astrofísica da Universidade John Moores de Liverpool