Buracos brancos - Conheça os "gêmeos do mal" dos buracos negros

 

 Baperookamo/Wikimedia Commons

Buracos brancos são o oposto de seus “irmãos gêmeos”, os buracos negros. Enquanto os buracos negros “engolem” qualquer coisa que atravessa no seu horizonte de eventos, buracos brancos “arrotam” matéria e não permitem que nada se aproximem.

A Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein, que descreve como a gravidade age, é bastante permissiva. Muitas coisas são possíveis neste sistema, matematicamente falando, mas nem sempre isso significa que elas realmente existem.

Os buracos negros foram descritos pela primeira vez pelo astrônomo Karl Schwarzschild como uma solução para as equações de Einstein sobre o campo de gravitação no espaço vazio em torno de massas esféricas. Entretanto, àquela época, os buracos negros eram apenas uma especulação que resolvia um problema matemático, e não objetos reais.

Os cientistas levariam muitas décadas de elaboração teórica sobre o assunto até que se provasse que os buracos negros são reais. O primeiro buraco negro encontrado foi o Cygnus X-1, descoberto na década de 1970, e somente em 2019 que foi possível registrar uma imagem real do que existe em torno de um buraco negro. Será que os buracos brancos, considerados até hoje improváveis, também estariam apenas aguardando a capacidade humana de detectá-los?

O que é um buraco branco?

Buracos brancos seriam o oposto de buracos negros (Imagem: Reprodução/Baperookamo/Wikimedia Commons)

Se os buracos negros são lugares densos o suficiente para “aprisionar” qualquer coisa que atravesse seu horizonte de eventos (inclusive os fótons de luz), os buracos brancos expelem tudo o que tenta se aproximar.

É como se eles fossem regidos por um efeito gravitacional inverso, que repele a matéria. Na verdade, não é exatamente assim. A explicação teórica tem diferentes versões matemáticas, incluindo algumas que descartam a relatividade geral para dar lugar a uma nova teoria gravitacional.

Especula-se que os buracos brancos tenham gravidade e atraiam objetos. O “problema” é que, ao entrar em rota de colisão com um buraco branco, aproximando-se o suficiente, nunca seria possível alcançá-lo porque ele está emitindo matéria e energia constantemente.

A estranha emissão impede que qualquer coisa volte a entrar além de seu horizonte de eventos. Se pudéssemos vê-los, se pareceriam com buracos negros, mas ao contrário, com luz e matéria sendo expelidas para o cosmos.

Com uma quantidade colossal de energia “expulsa” do buraco branco, uma espaçonave seria destruída antes mesmo de tentar entrar no horizonte de eventos. Mesmo que pudesse suportar a emissão, a nave seria desacelerada pela própria radiação eletromagnética expelida.

Além disso, o espaço-tempo seria deformado em torno de um buraco branco. Enquanto entrar em um buraco negro é como ser sugado por um buraco, tentar alcançar um buraco branco seria como subir uma colina alta e extremamente íngreme, impossível de chegar a seu pico. 

Do mesmo modo, enquanto a aceleração rumo a um buraco negro aumenta cada vez mais, a aceleração necessária para chegar a um buraco branco seria cada vez maior, a ponto de não existir energia suficiente no universo para realizar este feito. 

Buracos brancos existem?

Seria o Big Bang um buraco branco? (Imagem: Reprodução/ESO/M. Kornmesser)

Mas de onde vem toda essa energia? A dificuldade de responder essa pergunta é o motivo pelo qual os cientistas ainda não consideram a existência dos buracos negros uma possibilidade real. Mas, claro, existem hipóteses mais excêntricas que tentam resolver o problema.

Uma delas tenta explicar a gravitação quântica por pontos minúsculos e indivisíveis por todo o universo — ou seja, o espaço-tempo seria quantificável. Nesse sistema, chamado "gravidade quântica em loop", seria possível a transformação de buraco negro em um buraco branco.

Essa transformação poderia ocorrer logo após o surgimento inicial do buraco negro. Quando uma estrela no fim de sua vida colapsa sob sua própria gravidade para formar o buraco negro, o objeto se comprimiria até chegar em um estágio em que não poderia ficar menor. O motivo é que os “loops” (o quantum do espaço-tempo descrito pela gravidade quântica em loop) não podem se comprimir ainda mais, e acabam exercendo uma pressão oposta — mais ou menos como um estilingue.

No entanto, ainda não podemos descartar a relatividade em troca de outras propostas, pois elas ainda não foram comprovadas, enquanto a teoria de Einstein continua sendo confirmada por cada experimento que a desafia.

O buraco negro Cygnus X-1 e sua estrela companheira. Enquanto os buracos negros atraem matéria próxima com sua gravidade, o buraco branco faz o oposto (Imagem: Reprodução/ESA/NASA/Felix Mirabel)

Em muitos sentidos, um buraco branco seria bem descrito e explicado como um buraco negro retroceder no tempo e voltar ao estado original: uma estrela. O problema é que isso violaria a entropia, que obriga o universo a se tornar caótico. Nada tem possibilidade de voltar a um estado original, tudo se transforma, seguindo seu ciclo natural, regido pelas leis da natureza.

Físicos parecem mais dispostos a procurar teorias alternativas à relatividade geral do que à entropia (e existem boas razões para isso). De qualquer modo, talvez os buracos brancos possam existir caso estejamos interpretando o universo do jeito errado.

Se desconsiderarmos essas hipóteses excêntricas, ainda resta uma possibilidade que alguns físicos propuseram: o Big Bang. Se pensarmos neste evento como um momento no tempo em que uma enorme quantidade de energia foi “expelida” de um ponto denso, parece uma descrição coerente com buracos brancos.

Os teóricos chamam essa hipótese de Big Bounce, e alguns procuram características de buracos brancos na radiação cósmica de fundo — a primeira luz observável do universo, considerada um fóssil do Big Bang.

Se isso for verdade, talvez perguntas ainda mais incômodas apareçam. E isso seria ótimo, já que as grandes descobertas da ciência começam como problemas difíceis de serem resolvidos.

Fonte: Canaltech