Entendendo os buracos de minhoca – Quebra do espaço-tempo

Se você visse um buraco de minhoca de verdade, ele seria redondo, esférico,

parecido com um buraco negro. A luz do outro lado atravessaria,

abrindo uma janela para um lugar distante. Ao cruzarmos essa janela, o outro lado se

tornaria totalmente visível, e sua antiga casa seria apenas uma janela esférica e cintilante.

Mas os buracos de minhoca são reais ou apenas uma magia disfarçada de física

e matemática? E se eles são reais, como funcionam e onde podemos encontrá-los?

Durante a maior parte da história humana, pensamos que o espaço era muito simples:

Um grande palco onde os eventos do universo aconteciam. Mesmo se você tirasse o conjunto

de planetas e estrelas, ainda restaria algo. Esse palco vazio era espaço, e ele existia,

imutável e eterno. A teoria da relatividade de Einstein mudou essa visão.

Ela diz que o espaço e o tempo compõem esse palco juntos, e não são iguais em todos os lugares.

As coisas no palco afetam o próprio palco, esticando-o e entortando-o.

Se o antigo palco era imóvel, como madeira de lei, o palco

de Einstein parece mais com um colchão d'água. Esse tipo de espaço elástico pode ser dobrado e,

talvez, até rasgado e remendado, o que poderia tornar os buracos de minhoca possíveis.

Vamos ver como seria isso em 2D. Nosso universo é como uma grande folha de papel.

Dobrando corretamente, os buracos de minhoca ligariam dois pontos distantes

com uma ponte curta, que poderia ser cruzada quase instantaneamente,

permitindo uma viagem no universo mais rápida que a velocidade da luz.

Mas, onde podemos encontrar um buraco de minhoca? Bem, atualmente, apenas no papel.

A relatividade geral afirma que eles são possíveis, mas isso não significa que existam.

A relatividade geral é uma teoria matemática: um conjunto de equações

com muitas respostas possíveis, mas nem toda matemática descreve a realidade.

Teoricamente, os buracos de minhoca são possíveis e podem existir diferentes tipos:

PONTES DE EINSTEIN-ROSEN O primeiro tipo de buraco

de minhoca teorizado foi chamado Pontes de Einstein-Rosen: cada buraco negro seria como

um portal para um universo paralelo infinito. Vamos imaginar isso em 2D. O espaço-tempo vazio

é plano, mas curvado por objetos em cima dele. Se comprimirmos esse objeto, o espaço-tempo fica

mais curvo mais em torno dele. Eventualmente, o espaço-tempo ficará tão deformado que será

impossível não colapsar num buraco negro. Então, se forma uma barreira unidirecional:

o horizonte de eventos, onde qualquer coisa pode entrar, mas de onde não pode escapar,

preso para sempre no núcleo da singularidade. Mas talvez não haja singularidade aqui. Uma

possibilidade é que o outro lado do horizonte de eventos se pareça um pouco com o nosso universo,

mas espelhado de cabeça para baixo, onde o tempo corre para trás.

No nosso universo, as coisas caem no buraco negro. No universo paralelo, com

o tempo contrário, o buraco negro espelhado está expelindo as coisas, um pouco como um Big Bang.

Isso é chamado de buraco branco. Infelizmente, não é possível realmente

cruzar as pontes de Einstein-Rosen. O tempo para ir de um universo a outro é infinito,

e as pontes se fecham rapidamente. Assim, se você entrasse num buraco

negro, não conseguiria sair pelo buraco branco, e você morreria.

Para viajar pelo cosmos num piscar de olhos, precisamos de outro tipo de buraco de minhoca:

um buraco de minhoca atravessável. BURACOS DE MINHOCA DA TEORIA DAS CORDAS

Se a teoria das cordas ou uma de suas variações descrever corretamente o universo,

talvez tenhamos sorte, e nosso universo já tenha uma teia de incontáveis buracos de minhoca.

Logo após o Big Bang, as flutuações quânticas no universo nas menores escalas, muito menores

que um átomo, podem ter criado muitos, mas muitos buracos de minhoca atravessáveis. Passando através

deles, há cordas chamadas de cordas cósmicas. No primeiro bilionésimo de trilionésimo de

segundo após o Big Bang, as extremidades desses minúsculos buracos de minhoca se separaram por

anos-luz, espalhando-os pelo universo. E se os buracos de minhoca surgiram

no início do Universo, seja com cordas cósmicas ou de outra forma,

eles podem estar lá esperando serem descobertos! Podem até estar mais perto do que imaginamos.

De fora, buracos negros e buracos de minhoca são parecidos, alguns físicos até sugerem que

buracos negros supermassivos no centro das galáxias são na verdade buracos de minhoca.

Seria muito difícil ir até o centro da Via Láctea para comprovar essa hipótese, mas tudo bem.

Porque existe outra maneira igualmente difícil de chegar em um buraco de minhoca:

tentar fazer um deles. BURACOS DE MINHOCA ARTIFICIAIS

Para ser atravessável e útil, queremos que um buraco de minhoca tenha algumas

propriedades. Primeiro, claro, ele deve conectar duas partes do espaço-tempo.

Como seu quarto e o banheiro social, ou a Terra e Júpiter.

Segundo, não deve haver horizontes de eventos bloqueando as viagens bidirecionais.

Terceiro, deve ter tamanho suficiente para as forças

gravitacionais não matarem viajantes humanos. O maior problema agora é manter nossos buracos

de minhoca abertos. Não importa como os fazemos, a gravidade tenta fechá-los.

A gravidade quer apertá-los até cortar as pontes, deixando apenas buracos negros nas extremidades.

Quer seja um buraco de minhoca atravessável com ambas as extremidades aqui ou uma em outro

universo, a gravidade vai fechá-lo, a menos que algo o sustente aberto.

Para os buracos de minhoca da teoria das cordas, esse é o papel da corda cósmica. Para buracos

de minhoca artificiais, é preciso algo mais: Matéria exótica. Não encontramos nada parecido na

Terra, nem mesmo a antimatéria. É algo totalmente novo, diferente e entusiasmante, com propriedades

malucas jamais vistas antes. Matéria exótica é um

material que tem massa negativa. A massa positiva, como as pessoas, planetas e tudo

no universo, é atraída por causa da gravidade. Mas a massa negativa seria repulsiva.

Ela afastaria as coisas. Seria como um dispositivo antigravidade,

escorando nossos buracos de minhoca. A matéria exótica deve exercer uma enorme

pressão para abrir o espaço-tempo, maior do que a encontrada nos centros das estrelas de nêutrons!

Com a matéria exótica, poderíamos tecer o espaço-tempo como bem entendêssemos.

E talvez até tenhamos um candidato a essa matéria exótica: o vácuo do próprio espaço.

Flutuações quânticas no espaço vazio estão sempre criando pares de partículas e antipartículas,

que serão aniquiladas no instante seguinte. O vácuo do espaço está repleto delas, e já podemos

manipulá-las para produzir um efeito semelhante à massa negativa que estamos procurando.

Poderíamos usar isso para estabilizar nossos buracos de minhoca! Como eles estariam abertos,

as extremidades começariam unidas, e nós poderíamos levá-las para lugares interessantes.

Poderíamos começar ligando o Sistema Solar: uma extremidade de cada buraco

de minhoca ficaria em órbita ao redor da Terra e a outra, no espaço profundo.

A Terra seria um centro de buracos de minhoca: uma civilização humana interestelar,

espalhada por anos-luz, mas a apenas um buraco de minhoca de distância.

No entanto, os buracos de minhoca têm um lado obscuro. Abrir um único

buraco de minhoca já quebraria o universo de maneira fundamental,

criando paradoxos de viagem no tempo e violando a estrutura causal do universo.

Para muitos cientistas, isso não significa apenas que seja impossível criá-los,

mas também que é impossível que eles existam. Então, por enquanto, só sabemos que buracos

de minhoca existem no nosso coração e na forma de equações, no papel.

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