Se você quiser voltar de uma viagem através de um buraco de minhoca, precisará de alguma gravidade estranha.
Interessado em scooting através de um buraco de minhoca, o código final do espaço e o tempo? Talvez você gostaria de saltar de Star System para Star System através do universo sem suar? Mas primeiro, é melhor você ter certeza de que seu buraco de minhoca é atravessável.
“Qualquer viajante tentando atravessar um buraco de minhoca que não satisfaz isso será esmagado para dentro assim que o túnel desmorone”, disse um físico da Universidade de Aveiro em Portugal, à Live Science.
Rosa está tentando virtualmente “construir” um buraco de minhoca estável e atravessável, que pode ser cruzado com segurança sem a passagem teórica em colapso ou prendendo seu ocupante. E ele descobriu recentemente que é de fato possível, mas apenas se tocamos nossa compreensão da gravidade.
O problema da travessia
Bormolas são enganosamente fáceis de construir – no papel. Você começa com uma teoria da gravidade. Na teoria da relatividade geral de Einstein, a gravidade define a relação entre matéria e energia, e espaço e tempo. O truque para construir um buraco de minhoca é encontrar uma configuração de matéria e energia que permita que você formar um túnel – geralmente chamado de “garganta” na pesquisa de Wormhole – colocando dois pontos distantes no espaço.
Em princípio, essa garganta pode ser tão longa ou tão curta quanto você quiser, mas os ninhados mais interessantes acontecem quando a garganta é muito menor do que a distância normal entre dois pontos, tornando o buraco de minhoca um atalho conveniente. Ah, e Wormholes também podem atuar como máquinas de tempo, enviando você para o futuro ou passado, dependendo de como eles são construídos.
A ideia de um atalho tão lunático capturou as imaginações de cientistas e escritores de ficção científica por décadas.
“A possibilidade de visitar outras estrelas (ou mesmo outras galáxias), possivelmente encontrando civilizações alienígenas, e a possibilidade de revisitar o passado ou não ter que esperar que o futuro tenha sido parte da imaginação humana e fantasia por um longo tempo, e Wormholes Forneça uma solução (relativamente) simples e unificada para ambos os problemas, “Rosa disse à ciência ao vivo em um email.
Mas os wormholes construídos com base nos critérios estabelecidos pela relatividade geral sofrem um grande problema: eles não são tão travesseiros. As entradas de lenhores de relatividade geral estão escondidas por trás dos horizontes de eventos, que são barreiras unidirecionais no espaço. Isso significa que se você fosse entrar no buraco de minhoca, você nunca poderia sair, o que derrotaria o propósito.
O outro problema é que eles são ridiculamente instáveis. No momento, até mesmo um único fóton, ou partícula leve, entra na garganta, todo o buraco inteiro colapsa catastrófico antes que esse pacote de luz possa escapar.
Desapontamento.
Uma nova gravidade
A fim de resolver esses problemas na relatividade geral e estabilizar um buraco de minhoca, um viajante cósmico deve mover o buraco de minhadeira de um ingrediente incrivelmente exótico, uma forma de matéria que tem energia negativa ou massa negativa. Massa negativa (também conhecida como matéria exótica) é exatamente o que parece: se algo pesa negativo 10 libras, teria massa negativa. Os cientistas não observaram massa negativa em qualquer lugar do universo. A energia negativa é ligeiramente mais atingível, o que é apenas uma condição em que a energia em um determinado local é negativa em relação ao seu entorno, mas que só pode ser alcançado em escalas quânticas microscópicas.
“A presença deste assunto é essencial, pois impede que a garganta do wormhole colapse em um viajante, mas também é problemática”, explicou Rosa. “Apresenta uma densidade de energia média negativa, uma característica extremamente rara da matéria no universo que só é observada em situações muito específicas no nível quântico”.
Como tal assunto é tão raro, construindo um buraco inteiro fora da questão exótica parece impossível em nosso universo.
Mas tudo isso fala sobre wormholes é predicado na relatividade geral. E enquanto essa teoria da gravidade sobreviveu a todos os testes observacionais e experimentais jogados ao longo do século passado, sabemos que a relatividade geral não é a última palavra sobre a gravidade. A relatividade é incapaz de descrever os centros de buracos negros, os primeiros momentos do universo e a ligação entre si e a física quântica.
Então talvez uma nova teoria de gravidade melhorada permitisse que os minhões existissem.
Fazendo a viagem
Isso é exatamente o que Rosa investigou em um novo artigo publicado on-line em 29 de julho até o Jornal de Preprint Arxiv, o que significa que o estudo ainda não foi revisado pelos pares no campo.
Rosa empregou uma forma de gravidade ajustada chamada gravidade híbrida generalizada de palatini-palatini. Essa teoria da gravidade é construída sobre a relatividade geral, mas permite mais flexibilidade nas relações entre matéria e energia e espaço e tempo.
Pesquisas anteriores descobriram que Wormholes travessíveis podem ser possíveis nesta teoria modificada da gravidade, mas ainda exigiram energia negativa fora da garganta do buraco de minhoca. Rosa descobriu que, por camadas, as entradas para os buracos de minhoca com duplas conchas finas de matéria normal, o buraco de minhoca se torna atravessável sem qualquer energia negativa.
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“O que acontece é que esses efeitos gravitacionais necessários para garantir a travessia do buraco de minhadeira acontecem naturalmente se alguém modifica a gravidade e a matéria exótica [matéria com massa negativa] não é mais necessária para servir a esse propósito”, explicou Rosa.
Qual é o próximo? Rosa quer testar esta teoria particular da gravidade modificada. “Este é apenas um passo muito pequeno para o objetivo final: é preciso usar dados experimentais e observações (por exemplo, ondas gravitacionais e trajetórias de estrelas perto do centro da Via Láctea) para testar e (esperançosamente) confirmar a validade dessas teorias, “Rosa escreveu.
Enquanto a relatividade geral explicou até agora todas as medições de gravidade (incluindo ondas gravitacionais e a vizinhança de buracos negros), a história não acabou. Observações futuras podem encontrar uma rachadura naquela teoria venerável, e se a gravidade híbrida generalizada métrica-palatini explica melhor as observações cósmicas, então os buracos de minhoca feitos para viajar podem ser possíveis.
Mas as perguntas não terminariam lá. Os buracos de minhoca também podem atuar como máquinas de tempo, portanto, uma solução viável do buraco de minhoca significaria que o tempo viajar para o passado é possível; Isso, é claro, levanta todos os tipos de problemas difíceis (como o chamado “paradoxo” do avô “e questões sobre a causalidade). Sabendo com certeza de que Wormholes travessíveis poderiam existir apenas tornaram nossos sonhos de ficção científica realidade, ele iria alternar totalmente nossa compreensão da física.
Publicado em 24/08/2021 22h14
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