Podemos construir um buraco de minhoca real e atravessável … se o universo tiver dimensões extras
Pode ser possível construir um buraco de minhoca real e atravessável,
mas somente se nosso universo tiver dimensões extras, descobriu uma equipe de
físicos.
Para fazer um buraco de minhoca , você precisa colar diferentes partes
do universo, conectando-as por uma ponte ou túnel, geralmente chamado de
"garganta". Essa garganta pode ser tão grande ou tão longa quanto
você quiser, mas normalmente você quer que ela seja menor do que a distância
normal até o seu destino. Na teoria da relatividade geral de Einstein , fazer
um buraco de minhoca é bastante simples: basta construir um buraco negro e
conectá-lo a um buraco branco (que é exatamente o oposto de um buraco negro), e
pronto, aí está: um túnel através espaço-tempo.
Infelizmente, o maior problema com os buracos de minhoca é que eles são
fantasticamente instáveis. Assim que eles se formam, suas enormes forças
gravitacionais (afinal, eles são literalmente feitos de buracos negros) os
separam mais rápido que a velocidade da luz, o que os torna bastante inúteis
como atalhos reais pelo universo.
A única maneira conhecida de estabilizar um buraco de minhoca é usar
alguma forma de matéria exótica. A matéria exótica pode assumir a forma de
matéria com massa negativa, que não parece existir no universo, ou algum outro
cenário que viole o que é conhecido como as condições energéticas da
relatividade geral. As condições de energia simplesmente afirmam que todos
devem experimentar energia positiva, em média, praticamente em todos os lugares
que vão. Para estabilizar um buraco de minhoca, no entanto, um viajante teria
que experimentar uma região de energia negativa. Essa energia negativa
equilibraria a energia positiva da massa do viajante, mantendo o buraco de
minhoca aberto enquanto eles passavam por ele.
Existem alguns cenários físicos que levam a violações de algumas das
condições de energia algumas vezes. No entanto, os físicos não conhecem um
único caso em que todas as condições de energia sejam violadas, em média, por
longos períodos de tempo – exatamente o que você precisa fazer para construir
um buraco de minhoca.
Seu "brane" em física
A gravidade é extremamente fraca; é bilhões e bilhões de vezes mais
fraco do que qualquer outra força da natureza. Esse fato incomoda muitos
físicos, porque quando algo é tão surpreendentemente diferente do resto do
universo, geralmente há alguma explicação física interessante por trás disso.
Mas não temos nenhuma explicação física para o porquê de a gravidade
ser tão fraca. Uma ideia entre os físicos teóricos é que há mais no universo do
que aparenta. Inspiradas no conceito da teoria das cordas de muitas dimensões
espaciais extras todas embrulhadas em si mesmas e comprimidas em escalas
submicroscópicas, algumas teorias propõem que existem dimensões espaciais
adicionais à realidade, além das três usuais.
Nessas teorias, nossas três dimensões são apenas uma "brana",
uma membrana relativamente fina que existe dentro de um "volume" de
dimensão superior. Essas dimensões extras não são necessariamente enormes; se
fossem, teríamos notado partículas ou planetas aparecendo e desaparecendo da dimensão
extra. Mas as dimensões extras podem ser maiores do que as dimensões minúsculas
da teoria das cordas – talvez tão grandes quanto um milímetro.
Nesse cenário, todas as forças e partículas da natureza ficam então
confinadas à brana tridimensional, enquanto a gravidade sozinha tem o
privilégio de viajar através da massa. Assim, a gravidade pode ser tão forte
quanto qualquer outra força, mas está tão fortemente diluída entre todas as
dimensões extras que parece fraca para nossa experiência tridimensional.
Pelo buraco de minhoca
Como essas ideias baseadas em branas são tentativas de entender a
gravidade, elas abrem novas oportunidades para explorar a natureza dos buracos
de minhoca. Nosso conhecimento de buracos de minhoca é governado pela
relatividade geral, mas talvez a presença de dimensões extras mude a forma como
a relatividade geral opera, tornando os buracos de minhoca possíveis, propõe
uma equipe de pesquisa indiana em um novo artigo publicado no banco de dados de
pré-impressão arXiv .
No artigo, os físicos exploraram se seria possível construir um buraco
de minhoca no modelo "braneworld" proposto pela primeira vez pelos
físicos Lisa Randall e Raman Sundrum em 1999.
Os autores do novo artigo descobriram que poderiam de fato construir um
buraco de minhoca estável e transitável neste modelo de gravidade baseado em
branas. Melhor ainda, eles não precisavam de nenhuma matéria exótica para fazer
isso.
Embora a equipe tenha descoberto que essa situação ainda violava as
condições de energia da relatividade geral, eles argumentaram que essa violação
era um recurso, não um bug. Em vez de exigir algum ingrediente estranho e
exótico (e provavelmente impossível) para construir um buraco de minhoca, a
natureza da gravidade nas dimensões espaciais extras naturalmente deu origem a uma
violação das condições de energia. Uma vez que essas condições foram quebradas,
os buracos de minhoca se tornaram uma consequência natural, disseram eles.
Os pesquisadores chegaram a sugerir que, se observássemos diretamente
ou criássemos um buraco de minhoca, isso poderia indicar que o universo tem
mais dimensões espaciais do que as três usuais.
Como em todos os trabalhos teóricos sobre buracos de minhoca, esta não
é a palavra final. Ninguém sabe se a teoria de Randall-Sundrum, ou qualquer
outra teoria baseada em branas e dimensões extras, está correta. E ninguém tem
uma teoria quântica da gravidade – uma teoria da gravidade forte em pequenas
escalas – que quase certamente mudaria os cálculos, talvez a ponto de mais uma
vez eliminar a possibilidade de buracos de minhoca.
Mas esse resultado não deixa de ser interessante, pois une uma série de
esforços para explorar as bordas de nossa compreensão da gravidade, levando a
relatividade geral aos limites absolutos. Buracos de minhoca podem ou não
existir, mas tentar entendê-los definitivamente aumentará nosso conhecimento do
universo.
Fonte: space.com
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