Créditos: Wormhole / Giphy

Um Buraco de Minhoca ou “Wormhole”, é uma estrutura especulativa ou hipotética que é considerada válida pela Teoria da Relatividade de Einstein, e que liga dois pontos distantes entre si, funcionando como um atalho no Espaço-Tempo. Se os buracos de minhoca existem ou não, ainda é algo que estamos a tentar provar por agora, mas porque os “Wormholes” foram justificados cientificamente por Einstein (de um ponto de vista teórico, tal como os Buracos Negros que foram recentemente fotografados), o conceito de “Buraco de Minhoca” poder ser também muito provavelmente real. Hoje em dia os Buracos de Minhoca receberam até uma terminologia mais científica, sendo também conhecidos pelo nome dos cientistas que desenvolveram esta teoria: a “Ponte Einstein-Rosen”!

A Teoria da Relatividade “descobriu” os Wormholes…

A Teoria da Relatividade é o nome dado ao conjuntos de duas teorias: A Teoria da Relatividade Restrita (1905) e da Teoria da Relatividade Geral (1915). Resumidamente (e só para se perceber do que vamos falar), a Teoria da Relatividade Restrita foi publicada por Einstein em 1905, como continuação e conclusão dos estudos iniciados pelo físico neerlandês Hendrik Lorentz, e é uma substituição dos conceitos independentes de Espaço e Tempo, que tinham sido desenvolvidos por Newton, separadamente.

Assim o Tempo e o Espaço passaram a ser entendidos não como conceitos independentes, mas como o mesmo conceito ou seja, o Espaço-Tempo: Não existe Espaço sem Tempo, nem Tempo sem Espaço. O Espaço-Tempo é como um tecido geométrico, que se pode esticar e dobrar. Assim, na Teoria Geral da Relatividade, publicada 10 anos depois, é publicada numa versão mais ampla da Teoria da Relatividade Restrita (que basicamente é a teoria “geométrica” da Gravidade ou seja, a evolução da Teoria da Gravidade que foi descoberta por Newton), incluindo desta vez as forças que tinham sido ignoradas por Newton na sua descoberta da Lei da Gravidade.

Mas que força são essas, que foram ignoradas?

Nos muitos modelos teóricos desenvolvidos a partir da Teoria da Relatividade Geral, encontramos a curvatura de Espaço-Tempo. Tal como nos mostra a imagem seguinte, o Espaço-Tempo pode ser dobrado pela força da Gravidade, como se fosse um tecido esticado onde se colocou uma bola (planeta Terra, por exemplo). Se lançarmos um berlinde imaginário a rolar sobre este tecido, iríamos ver que se movia influenciado pela curvatura do tecido.

Legenda: Dobra do Espaço. Créditos: Blender & Inkscape.

A Teoria da Relatividade generaliza portanto uma série de hipóteses que relacionam a curvatura do Espaço com e “energia e momento de qualquer matéria e radiação”. Mas o que quer isto dizer? Numa frase, quer dizer que o Espaço e o Tempo são a mesma dimensão, o mesmo conceito, e que este é elástico.

Se voltarmos à teoria “antiga” da Gravidade, vemos que Newton percebeu que dois corpos exercem força um sobre o outro, dependendo essa força da massa de cada um e da distância a que estão um do outro. A questão para Einstein é que essas forças estariam entrelaçadas num único “continuum” conhecido como espaço-tempo, que consequentemente as altera, não podendo estas forças ser interpretadas de forma independente.

Se Newton na Física clássica percebeu por exemplo o movimento da maçã a cair à sua frente, ou o movimento dos corpos em queda livre, Einstein percebeu que pode haver uma dilatação do tempo gravitacional, que podem haver desvios gravitacionais, lentes gravitacionais (que são curvaturas do Espaço-Tempo que proporcionam o efeito de lente de aumento, permitindo aos astrónomos observar muito mais longe), tempos de atraso gravitacionais, ou que a velocidade da luz no vácuo é independente na observação da velocidade a que um observador viaja, etc…

Daqui se deduz a existência de buracos negros, que hoje em dia já se provou por um deles foi fotografado, mas também da existência de ondas gravitacionais, e da eventual existência de buracos de minhoca. Ver vídeo seguinte, sobre a recente fotografia de um Buraco Negro:

Para falar verdade, grande parte dos modelos teóricos que surgiram com a Teoria da Relatividade e do cérebro de Einstein, estão a aguardar “conciliação” com a mais evoluída Teoria da Gravitação Quântica, que é a teoria vigente e actual (considerada a mais moderna), até porque é a mais consistente…

Mas se não existe Espaço sem Tempo, nem Tempo sem Espaço…

Este é o problema: se Einstein não se enganou e se for possível no Espaço-Tempo formar buracos, como a Teoria da Relatividade postula, então existem mesmo “Wormholes” ou buracos de minhoca no Espaço-Tempo, e se viajarmos por um deles iremos parar a outra parte do universo, tão distante que nem em milénios poderíamos lá chegar, mesmo viajando à velocidade da luz, a menos que pudéssemos apanhar um atalho… E esse atalho até poderá ir parar a outro Universo, quem sabe?!?!?

 

Mas voltemos aos Buracos no Espaço-Tempo!

Os Buracos de Minhoca foram teorizados pela primeira vez em 1916, quando o físico austríaco Ludwig Flamm fez a reversão teórica de um Buraco Negro. Em 1935, Einstein e o físico Nathan Rosen usaram a Teoria da Relatividade Geral para propor a existência de “pontes” através do Espaço-Tempo, e hoje em dia pensamos que poderemos no futuro descobrir um Buraco de Minhoca, pela forma como a sua gravidade afectaria a luz que passaria à sua frente.

Alguns modelos da Relatividade Geral permitem matematicamente a existência de buracos de minhoca onde entrada de cada um é um Buraco Negro. No entanto, um Buraco Negro de ocorrência natural ou seja, formado pelo colapso de uma estrela moribunda, por si só não cria um Buraco de Minhoca. A questão é que a gravidade teria de ser de tal maneira extrema, que conseguiria provocar o “Warp” ou esticar o Espaço-Tempo, o suficiente para criar um túnel entre dois pontos do Espaço-Tempo.

E gravidade extrema não se consegue com facilidade… Teria que ser produzida por um Buraco Negro Supermassivo, ou por eventos como a onda gravitacional GW150914, provocada pela interacção de dois Buracos Negros (e cujo efeito se mostra no vídeo da sua simulação).

A grande probabilidade é que o Big Bang tenha criado com a energia da sua explosão, Buracos de Minhoca “microscópicos”, eventualmente com 10 a 33 cm, segundo os modelos teóricos. No entanto, com a expansão do Universo (que aumenta à velocidade da luz), é possível que esses túneis tenham aumentado significativamente… O problema é que a equação mostra que estes buracos de minhoca são instáveis, e que iriam desmoronar rapidamente.

Créditos: Wormhole in Quick and Dirty Tips

As novidades sobre os Buracos de Minhoca…

De acordo com o novo artigo de cientistas da Universidade de Buffalo e da Universidade de Yangzhou, pode haver uma maneira realmente simples de detectar esses Buracos de Minhoca. Eles argumentam que, porque o túnel aproxima duas regiões do espaço, objetos maciços – como estrelas – do outro lado do Buraco de Minhoca, afetariam gravitacionalmente o movimento da matéria no outro extremo do túnel.

Como para a formação hipotética de um buraco de minhoca seria necessário um ambiente de gravidade extrema, como a orla de um Buraco Negro ou mesmo o seu interior, é necessário para comprovar esta teoria um zona com um Buraco Negro e muitas estrelas.

O centro da galáxia (Via Láctea), onde está um Buraco Negro Supermassivo, ou seja Sagitário A *, é orbitado por muitas estrelas e permitiria o despite desta teoria se observado nesse sentido, ou seja testando a “relatividade” Sagitário A *, uma vez que vai imprimir nas estrelas circundantes um tipo de movimento atípico. Numa frase, se houver ali um Buraco de Minhoca, as estrelas do centro da galáxia vão registar obrigatoriamente desvios de órbita.

Será que agora podemos provar a existência de Buracos de Minhoca?

Tentar registar a existência de um Wormhole é a investigação mais recente e importante que foi anunciada na área da Cosmologia, e está a ser levada a cabo pela Universidade de Buffalo (EUA) em parceria com a Universidade de Yangzhou (China).

Se houver um Buraco de Minhoca no centro da galáxia não vai ser fácil de calcular as alterações às órbitas provocadas pelo fluxo gravitacional, uma vez que Sagitário A * tem uma massa 4 milhões de vezes superior à do Sol. E se o Buraco de Minhoca estiver dentro do Buraco Negro, também não o vamos conseguir observar…

Mas pelo menos agora que já fotografámos um Buraco Negro, e que já sabemos o que temos que procurar, e que temos tecnologia para o procurar, pode ser que um dia destes se consiga provar que aquilo que até agora só existe em teoria ou seja, que os Buracos de Minhoca afinal também existem na realidade! E como tal, que conseguiremos viajar por eles através do Espaço-Tempo!

 

 

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