p Os buracos de minhoca são um recurso popular na ficção científica, os meios pelos quais as espaçonaves podem realizar viagens mais rápidas do que a luz (FTL) e se mover instantaneamente de um ponto no espaço-tempo para outro. E embora a Teoria Geral da Relatividade proíba a existência de "buracos de minhoca atravessáveis, "pesquisas recentes mostraram que eles são realmente possíveis no domínio da física quântica. p As únicas desvantagens são que eles realmente demorariam mais para atravessar do que o espaço normal e / ou provavelmente seriam microscópicos. Em um novo estudo realizado por dois cientistas da Ivy League, a existência de física além do Modelo Padrão pode significar que existem buracos de minhoca que não são apenas grandes o suficiente para serem percorridos, mas totalmente seguro para viajantes humanos que procuram ir do ponto A ao ponto B.

p O estudo, intitulado "Buracos de minhoca humanamente atravessáveis, "foi conduzido por Juan Maldacena, o Professor Carl P. Feinberg de física teórica do Instituto de Estudos Avançados, e Alexey Milekhin, um estudante de graduação em astrofísica na Universidade de Princeton. A dupla escreveu muito sobre buracos de minhoca no passado e como eles poderiam ser um meio de viajar com segurança pelo espaço.

p A teoria sobre os buracos de minhoca surgiu no início do século 20 em resposta à Teoria Geral da Relatividade de Einstein. O primeiro a postular sua existência foi Karl Schwarzschild, um físico e astrônomo alemão cujas soluções para a equação de campo de Einstein (a métrica de Schwarzschild) resultaram na primeira base teórica para a existência de buracos negros.

p Uma consequência da métrica de Schwarzschild foi o que ele chamou de "buracos negros eternos, "que eram essencialmente conexões entre diferentes pontos no espaço-tempo. No entanto, esses buracos de minhoca Schwarzschild (também conhecidos como pontes de Einstein-Rosen) não eram estáveis, já que desmoronariam muito rapidamente para que algo pudesse cruzar de uma extremidade a outra.

p Como Maldacena e Milekhin explicaram à Universe Today por e-mail, buracos de minhoca atravessáveis ​​requerem circunstâncias especiais para existir. Isso inclui a existência de energia negativa, o que não é permitido na física clássica - mas é possível no domínio da física quântica. Um bom exemplo disso, eles afirmam, é o Efeito Casimir, em que os campos quânticos produzem energia negativa enquanto se propagam ao longo de um círculo fechado.

p "Contudo, esse efeito é normalmente pequeno porque é quântico. Em nosso artigo anterior, percebemos que este efeito pode se tornar considerável para buracos negros com grande carga magnética. A nova ideia era usar propriedades especiais de férmions sem massa carregados (partículas como o elétron, mas com massa zero). Para um buraco negro com carga magnética, estes viajam ao longo das linhas do campo magnético (de uma forma semelhante a como as partículas carregadas do vento solar criam as auroras perto das regiões polares da Terra). "

p Essas partículas podem viajar em um círculo ao entrar em um ponto e emergir de onde começaram no espaço plano ambiente. Isso implica que a "energia do vácuo" é modificada e pode ser negativa. A presença desta energia negativa pode suportar a existência de um buraco de minhoca estável, uma ponte entre pontos no espaço-tempo que não entrará em colapso antes que algo tenha a chance de atravessá-la.

p Esses buracos de minhoca são possíveis com base na matéria que faz parte do Modelo Padrão da física de partículas. O único problema é que esses buracos de minhoca teriam de ser microscópicos em tamanho e existiriam apenas em distâncias muito pequenas. Para viagens humanas, os buracos de minhoca teriam que ser grandes, que requer física além do modelo padrão.

p Para Maldacena e Milekhin, é aqui que o modelo Randall-Sundrum II (também conhecido como teoria da geometria deformada em cinco dimensões) entra em jogo. Nomeado em homenagem aos físicos teóricos Lisa Randall e Raman Sundrum, este modelo descreve o universo em termos de cinco dimensões e foi originalmente proposto para resolver um problema de hierarquia na física de partículas.

p "O modelo Randall-Sundrom II foi baseado na compreensão de que este espaço-tempo de cinco dimensões também poderia estar descrevendo a física com energias mais baixas do que as que normalmente exploramos, mas que teria escapado à detecção porque se acopla à nossa matéria apenas por meio da gravidade. Na verdade, sua física é semelhante à adição de muitos campos sem massa de interação forte à física conhecida. E por este motivo, pode dar origem à energia negativa necessária. "

p De fora, Maldacena e Milekhin concluíram que esses buracos de minhoca seriam semelhantes a tamanhos intermediários, buracos negros carregados que gerariam forças de maré igualmente poderosas, das quais as espaçonaves precisariam ser cautelosas. Fazer isso, eles afirmam, um viajante em potencial precisaria de um fator de aumento muito grande ao passar pelo centro do buraco de minhoca.

p Supondo que seja possível, permanece a questão de saber se esses buracos de minhoca poderiam ou não atuar como um atalho entre dois pontos no espaço-tempo. Como observado, pesquisa anterior de Daniel Jafferis da Universidade de Harvard (que também considerou o trabalho de Einstein e Nathan Rosen) mostrou que, embora possível, buracos de minhoca estáveis ​​demorariam mais para atravessar do que o espaço normal.

p De acordo com o trabalho de Maldacena e Milekhin, Contudo, seus buracos de minhoca quase não levariam tempo para atravessar da perspectiva do viajante. Da perspectiva de um estranho, o tempo de viagem seria muito mais longo, o que é consistente com a relatividade geral - onde as pessoas que viajam perto da velocidade da luz vão experimentar dilatação do tempo (ou seja, o tempo fica mais lento). Como dizem Maldacena e Milekhin:

p "] F] ou astronautas passando pelo buraco de minhoca, levaria apenas um segundo de seu tempo para viajar 10, 000 anos-luz de distância (aproximadamente 5.000 bilhões de milhas ou 1/10 do tamanho da Via Láctea). Um observador que não passa pelo buraco de minhoca e fica de fora os vê levando mais de 10, 000 anos. E tudo isso sem uso de combustível, já que a gravidade acelera e desacelera a nave. "

p Outro bônus é que atravessar esses buracos de minhoca poderia ser feito sem o uso de combustível, uma vez que a força gravitacional do próprio buraco de minhoca aceleraria e desaceleraria a espaçonave. Em um cenário de exploração espacial, um piloto precisaria navegar pelas forças de maré do buraco de minhoca para posicionar sua espaçonave corretamente, e então deixe a natureza fazer o resto. Um segundo depois, eles emergiriam do outro lado da galáxia.

p Embora isso possa parecer encorajador para aqueles que pensam que os buracos de minhoca podem ser um meio de viagem espacial algum dia, O trabalho de Maldacena e Milekhin apresenta algumas desvantagens significativas, também. Para iniciantes, eles enfatizam que os buracos de minhoca percorríveis teriam que ser projetados usando massa negativa, uma vez que nenhum mecanismo plausível existe para a formação natural.

p Embora isso seja possível (pelo menos em teoria), as configurações de espaço-tempo necessárias precisam estar presentes de antemão. Mesmo assim, a massa e o tamanho envolvidos são tão grandes que a tarefa estaria além de qualquer tecnologia prática que possamos prever. Segundo, esses buracos de minhoca só estariam seguros se o espaço fosse frio e plano, o que não é o caso além do modelo Randall Sundrum II.

p Além de tudo isso, qualquer objeto que entrar no buraco de minhoca seria acelerado e até mesmo a presença de radiação cósmica de fundo penetrante seria um perigo significativo. Contudo, Maldacena e Milekhin enfatizam que seu estudo foi conduzido com o propósito de mostrar que buracos de minhoca atravessáveis ​​podem existir como resultado da "interação sutil entre a relatividade geral e a física quântica".

p Resumidamente, buracos de minhoca provavelmente não se tornarão uma forma prática de viajar pelo espaço - pelo menos, não de qualquer maneira que seja previsível. Talvez eles não estivessem além de uma civilização Kardashev Tipo II ou Tipo III, mas isso é apenas especulação. Mesmo assim, saber que um elemento importante na ficção científica não está além do reino das possibilidades é certamente encorajador.