Thomas Dalton
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Buracos de minhoca, ou túneis na estrutura do espaço-tempo, são ferozmente instáveis. Assim que um único fóton desliza pelo túnel, o buraco de minhoca fecha em um flash.
Mas e se o problema fosse que nossos buracos de minhoca imaginários não eram estranhos o suficiente?
Um novo estudo sugere que o segredo de um buraco de minhoca estável é torná-lo engraçado. Moldando o buraco de minhoca de modo que não seja uma esfera perfeita, podemos ser capazes de manter esse túnel aberto por tempo suficiente para viajar por ele. O único problema é que o referido buraco de minhoca teria que ser incompreensivelmente pequeno.
Descendo a escotilha
Os buracos de minhoca, se existirem, permitiriam que você viajasse do Ponto A a algum Ponto B extremamente distante sem se preocupar com toda a árdua viagem do Ponto A ao Ponto B. Eles são um atalho. Um código de trapaça para o universo. Vê uma estrela a milhões de anos-luz de distância? Você poderia alcançá-lo em apenas alguns minutos, se você tivesse um buraco de minhoca ligando você a essa estrela.
Não é à toa que é um grampo da ficção científica.
Mas os buracos de minhoca não são apenas invenções de nossa imaginação projetadas para cortar todas as partes chatas da viagem interestelar (que é a maior parte). Eles nascem da matemática da teoria geral da relatividade de Einstein, nosso entendimento moderno de como a gravidade funciona. Nessa linguagem, a matéria e a energia dobram e deformam a estrutura do espaço-tempo. Em resposta, a curvatura e a curvatura do espaço-tempo informam como se mover.
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Então, quando se trata de buracos de minhoca, você simplesmente precisa se perguntar: É possível dobrar o espaço-tempo de forma tão contorcida que se dobre sobre si mesmo, formando um túnel de curta distância entre dois pontos distantes?
A resposta, descoberta na década de 1970, é um surpreendente sim. Buracos de minhoca são inteiramente possíveis e permitidos dentro da estrutura da relatividade geral.
Um problema: eles tendem a se desfazer, imediatamente após se formarem.
As chaves para a estabilidade
Os buracos de minhoca são tão instáveis porque, em essência, eles consistem em dois buracos negros se tocando, conectados em suas singularidades para formar um túnel.
Mas as singularidades são más notícias: são pontos de densidades infinitas. E eles são cercados por regiões conhecidas como horizonte de eventos, barreiras unilaterais no cosmos. Se você cruzar o horizonte de eventos de um buraco negro, você nunca escapará.
Para superar esse problema, a entrada para um buraco de minhoca deve estar fora do horizonte de eventos. Desta forma, você pode atravessar o buraco de minhoca sem mergulhar em um horizonte de eventos e nunca escapar.
Mas assim que você entra nesse buraco de minhoca, simplesmente há muita massa pairando ao redor, e a gravidade de sua presença distorce o túnel do buraco de minhoca, fazendo com que ele desmorone sobre si mesmo, fechando-se como um elástico esticado demais, deixando para trás dois solitários pretos buracos separados no espaço (e presumivelmente pedaços de seu cadáver espalhados pelo universo observável).
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Acontece que existe uma maneira de manter a entrada do buraco de minhoca longe do horizonte de eventos e mantê-la estável o suficiente para você viajar. Um problema: a solução requer a presença de um material com massa negativa. A massa negativa é igual à massa normal, mas com um sinal de menos. E se você coletar massa negativa suficiente em um único ponto, poderá usá-la para manter um buraco de minhoca aberto.
Mas, até onde sabemos, matéria com massa negativa não existe. Não temos evidências disso e, se existisse, violaria muitas leis do universo, como a inércia e a conservação do momento. Por exemplo, se você chutasse uma bola de massa negativa, ela voaria para trás. Se você colocar um objeto de massa negativa ao lado de um objeto de massa positiva, em vez de atrair, eles se repelem, acelerando instantaneamente para o infinito.
Uma vez que a massa negativa parece ser proibida no cosmos, à primeira vista parece que é improvável que existam buracos de minhoca no universo também.
Um quantum de consolo
Mas essa história de buracos de minhoca depende da matemática da relatividade geral, que é, como eu disse, nosso entendimento atual de como a gravidade funciona.
Ou seja, nosso entendimento atual e incompleto de como a gravidade funciona.
Sabemos que a relatividade geral não descreve todas as interações gravitacionais no universo, porque ela se desfaz quando a gravidade se torna muito forte em escalas pequenas (como, digamos, as singularidades dentro dos buracos negros). Para resolver essas situações, precisamos nos voltar para uma teoria quântica da gravidade, que mesclaria nossa compreensão do mundo das partículas subatômicas com nossa compreensão da gravidade em larga escala. E isso, não temos, já que toda vez que tentamos juntar um, ele se desfaz em um absurdo.
Mesmo assim, temos algumas pistas sobre como a gravidade quântica pode funcionar e, quanto mais aprendemos, mais podemos entender sobre a viabilidade potencial dos buracos de minhoca. Pode ser que uma compreensão nova e melhorada da gravidade revelasse que você não precisa de matéria de massa negativa de forma alguma, e que buracos de minhoca estáveis e atravessáveis estão OK.
Um par de teóricos da Universidade de Teerã, no Irã, publicou uma nova investigação de buracos de minhoca no banco de dados de pré-impressão arXiv. Eles aplicaram algumas técnicas que lhes permitiram estudar como a mecânica quântica pode alterar o quadro da relatividade geral padrão. Eles descobriram que buracos de minhoca atravessáveis podem ser permitidos sem matéria de massa negativa, mas apenas se as entradas forem um pouco distantes de esferas puras.
Embora os resultados sejam interessantes, há um problema. Esses buracos de minhoca hipotéticos percorríveis são minúsculos. Tipo, extremamente pequeno. Os buracos de minhoca seriam no máximo 30% maiores que o comprimento de Planck, ou 1,61 x 10 ^ menos 35 metros. E isso significa que o viajante não pode ser maior do que isso.
Ah, e o viajante do buraco de minhoca deve estar voando quase à velocidade da luz.
Embora limitada, a nova pesquisa abre uma pequena brecha na viabilidade de buracos de minhoca que podem ser abertos com mais trabalho. E então talvez os escritores de programas de TV não tenham mais que encobrir quaisquer tecnicalidades.
Paul M. Sutter é astrofísico em SUNY Stony Brook e o Flatiron Institute, anfitrião de Pergunte a um astronauta e Rádio Espacial, e autor de Seu lugar no universo.
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Originalmente publicado em .
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