13 de jun de 2018

Equações preveem que cada buraco negro possui um novo universo

Nosso universo pode estar vivendo dentro de um buraco negro que ele próprio é parte de um universo maior. Por sua vez, todos os buracos negros encontrados até agora em nosso universo, do microscópico ao supermassivo, podem ser portas para realidades alternativas. De acordo com uma nova teoria, um buraco negro é na verdade um túnel entre universos, um tipo de wormhole. A matéria do buraco negro atrai para não desmoronar em um único ponto, como foi previsto, mas sim jorra um “buraco branco” na outra extremidade do preto.  Em um artigo publicado na revista física Letters B, Indiana University físico Nikodem Poplawski apresenta novos modelos matemáticos do movimento espiral da matéria caindo em um buraco negro.

Suas equações sugerem que tais wormholes são alternativas viáveis para as “singularidades do espaço-tempo” que Albert Einstein previu estar nos centros de buracos negros. De acordo com as equações de Einstein para a relatividade geral, as singularidades são criadas sempre que a matéria em uma determinada região fica muito densa, como aconteceria no coração ultra denso de um buraco negro. A teoria de Einstein sugere que singularidades não tomam espaço, e são infinitamente densas e infinitamente quentes — um conceito suportado por numerosas linhas de evidências indiretas, mas ainda tão bizarras que muitos cientistas acham difícil aceitar.

De acordo com as novas equações, buracos negros podem ser a chave para outros universos.

Buracos de minhoca resolvem o mistério do Big Bang?

A noção de buracos negros como wormholes poderia explicar certos mistérios na cosmologia moderna, disse Poplawski. Por exemplo, a teoria do Big Bang diz que o universo começou como uma singularidade. Mas os cientistas não têm nenhuma explicação satisfatória para como tal singularidade poderia ter se formado em primeiro lugar.

Se o nosso universo foi nascido por um buraco branco em vez de uma singularidade, Poplawski disse: “seria resolver este problema de singularidades buraco negro e também a singularidade Big Bang.  Os buracos de minhoca também podem explicar explosões de raios gama, as segundas explosões mais poderosas do universo após o Big Bang. Explosões de raios gama ocorrem nas franjas do universo conhecido.

Eles parecem estar associados com supernovas, ou explosões de estrelas, em galáxias distantes, mas suas fontes exatas são um mistério. Poplawski propõe que as explosões podem ser descargas de matéria de universos alternativos. O assunto, diz ele, pode estar escapando em nosso universo através de buracos negros supermassivos — buracos de minhoca — no coração dessas galáxias, embora não esteja claro como isso seria possível. “é uma espécie de idéia louca, mas quem sabe?”, disse.

Há pelo menos uma maneira de testar a teoria de Poplawski: alguns dos buracos negros do nosso universo giram, e se o nosso universo nasceu dentro de um buraco negro igualmente rotativo, então nosso universo deveria ter herdado a rotação do objeto pai. Se as experiências futuras revelam que nosso universo parece girar em uma direção preferida, seria evidência indireta apoiando sua teoria do buraco de minhoca, disse Poplawski.

Wormholes são “matéria exótica” Makers?

A teoria do wormhole também pode ajudar a explicar porque certas características do nosso universo se desviam do que a teoria prevê, de acordo com os físicos. Baseado no modelo padrão da física, após o Big Bang a curvatura do universo deveria ter aumentado ao longo do tempo, de modo que agora 13,7 bilhões de anos mais tarde devemos parecer estar sentados na superfície de um universo fechado e esférico.

Mas as observações mostram que o universo parece plano em todas as direções. Além do mais, dados sobre a luz do universo muito cedo mostram que tudo logo após o Big Bang era uma temperatura bastante uniforme.

Isso significaria que os objetos mais distantes que vemos em horizontes opostos do universo foram uma vez perto o suficiente para interagir e chegar ao equilíbrio, como moléculas de gás em uma câmara selada. Novamente, as observações não correspondem às previsões, porque os objetos mais distantes uns dos outros no universo conhecido são tão distantes que o tempo que levaria para viajar entre eles na velocidade da luz excede a idade do universo.

Para explicar as discrepâncias, os astrônomos conceberam o conceito de inflação.

Inflação afirma que logo após o universo foi criado, ele experimentou um surto de crescimento rápido durante o qual o espaço se expandiu em velocidades mais rápidas do que a luz. A expansão estendeu o universo de um tamanho menor que um átomo para proporções astronômicas em uma fração de segundo.

O universo, portanto, parece plano, porque a esfera que estamos vivendo é extremamente grande do nosso ponto de vista, assim como a esfera da Terra parece plana para alguém que está em um campo. A inflação também explica como objetos tão distantes uns dos outros poderiam ter sido próximos o suficiente para interagir. 
Fonte: National Geographic
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