Os Físicos Acabaram de Lançar Instruções Passo a Passo para Construir um Wormhole

Todos querem um wormhole. Quero dizer, quem quer se preocupar em percorrer os longos e baixos percursos pelo universo, levando dezenas de milhares de anos apenas para chegar a mais uma estrela chata? Não quando você pode aparecer no buraco de minhoca mais próximo, dar um pequeno passeio, e acabar em algum canto exótico e distante do universo.

Mas há uma pequena dificuldade técnica: Os buracos de minhoca, que são curvados no espaço-tempo tão extremos que formam um túnel de atalho, são catastroficamente instáveis. Como em, assim que você envia um único fóton pelo buraco, ele colapsa mais rápido que a velocidade da luz.

Mas um artigo recente, publicado no arXiv da revista de pré-impressão em 29 de julho, encontrou uma maneira de construir um buraco de minhoca quase estável, um que desmorona, mas lentamente o suficiente para enviar mensagens – e potencialmente até mesmo coisas – pelo buraco antes que ele se desfaça. Tudo o que você precisa são um par de buracos negros e algumas cordas cósmicas infinitamente longas.

Easy-peasy.

O problema do wormhole

Em princípio, construir um wormhole é bastante simples. De acordo com a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, a massa e a energia empenam o tecido do espaço-tempo. E uma certa configuração especial de matéria e energia permite a formação de um túnel, um atalho entre duas porções distantes do universo.

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Felizmente, mesmo no papel, esses buracos de vermes são fantasticamente instáveis. Mesmo um único fóton passando pelo buraco de minhoca desencadeia uma catastrófica cascata que rasga o buraco de minhoca. No entanto, uma dose saudável de massa negativa – sim, isso é matéria mas com um peso oposto – pode neutralizar os efeitos desestabilizadores da matéria regular tentando passar através do buraco de verme, tornando-o percorrível.

OK, matéria com massa negativa não existe, por isso precisamos de um novo plano.

P>Comecemos com o próprio buraco de verme. Precisamos de uma entrada e de uma saída. É teoricamente possível ligar um buraco negro (uma região do espaço onde nada pode escapar) a um buraco branco (uma região teórica do espaço onde nada pode entrar). Quando estas duas estranhas criaturas se juntam, formam uma coisa novinha em folha: um buraco de minhoca. Então você pode saltar para qualquer uma das extremidades deste túnel e ao invés de ser esmagado no esquecimento, você simplesmente sai inofensivamente pelo outro lado.

Oh, mas os buracos brancos também não existem. Meu, isto está a ficar complicado.

Carrega-o para cima

P>Os buracos brancos não existem, precisamos de um novo plano. Felizmente, alguma matemática inteligente revela uma resposta possível: um buraco negro carregado. Os buracos negros podem carregar uma carga elétrica (não é comum por causa da forma como são formados naturalmente, mas vamos pegar o que conseguirmos). O interior de um buraco negro carregado é um lugar estranho, com a singularidade normal de um buraco negro esticado e distorcido, permitindo-lhe formar uma ponte para outro buraco negro carregado de forma oposta.

Voila: um wormhole, usando apenas coisas que possam realmente existir.

Mas este wormhole-via-charged-black-holes tem dois problemas. Primeiro, ele ainda é instável, e se algo ou alguém realmente tentar usá-lo, ele se desfaz. O outro é que os dois buracos negros com carga oposta serão atraídos um pelo outro – tanto através de forças gravitacionais como eléctricas – e se eles caírem juntos, você apenas terá um único buraco negro, grande, neutralmente carregado e totalmente inútil.

Põe um arco cósmico nele

Para que tudo isto funcione, precisamos de ter a certeza que os dois buracos negros carregados ficam longe um do outro, e que o túnel do buraco de minhoca se consegue manter aberto. Uma solução potencial: cordas cósmicas.

Cordas cósmicas são defeitos teóricos, semelhantes às fissuras que se formam quando o gelo congela, no tecido do espaço-tempo. Estes restos cósmicos formam-se nos primeiros dias, já de si inebriantes, das primeiras fracções de um segundo após o Big Bang. São objetos verdadeiramente exóticos, não mais largos que um próton, mas com uma única polegada de seu comprimento superando o Monte Everest. Você nunca quer encontrar um, já que eles te cortariam ao meio como um sabre de luz cósmico, mas você não precisa se preocupar muito já que nem temos certeza se eles existem, e nunca vimos um lá fora no universo.

P>P>P>P>Tem uma outra propriedade muito útil quando se trata de buracos de minhoca: uma enorme tensão. Em outras palavras, eles realmente não gostam de ser empurrados por aí. Se você enfiar o buraco de minhoca com uma corda cósmica, e permitir que a corda passe pelas bordas externas dos buracos negros e se estique de cada extremidade até o infinito, então a tensão na corda impede que os buracos negros carregados sejam atraídos um pelo outro, segurando as duas extremidades do buraco de minhoca longe um do outro. Essencialmente, as extremidades distantes da corda cósmica agem como duas equipas opostas, segurando os buracos negros.

Acalmando os tremores

Uma corda cósmica resolve um dos problemas (segurando as extremidades abertas), mas não impede que o buraco negro em si caia se o utilizarmos de facto. Então, vamos atirar outra corda cósmica, também atirando o buraco de minhoca, mas também fazendo looping através do espaço normal entre os dois buracos negros.

Quando as cordas cósmicas estão fechadas em loop, elas abanam – muito. Estas vibrações agitam o próprio tecido do espaço-tempo à sua volta, e quando sintonizadas correctamente as vibrações podem fazer com que a energia do espaço na sua vizinhança se torne negativa, actuando efectivamente como massa negativa dentro do buraco de verme, estabilizando-o potencialmente.

Parece um pouco complexo, mas no recente artigo, uma equipa de físicos teóricos deu instruções passo-a-passo para a construção de um buraco de verme assim. Não é uma solução perfeita: Eventualmente as vibrações inerentes às cordas cósmicas – as mesmas que poderiam manter o buraco de minhoca aberto – puxam a energia, e portanto a massa, para longe da corda, tornando-a cada vez menor. Essencialmente, com o tempo, as cordas cósmicas se agitam no esquecimento, com o colapso completo do wormhole não muito atrás. Mas o buraco de minhoca kludged-together pode permanecer estável o tempo suficiente para permitir que mensagens ou mesmo objetos viajem pelo túnel e na verdade não morram, o que é bom.

But first we need to find some cosmic strings.

Paul M. Sutter is an astrophysicist at The Ohio State University, host of Ask a Spaceman and Space Radio, and author of Your Place in the Universe.

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Originally published on Live Science.