Os buracos negros há muito que ocupam os holofotes como objetos celestes dos quais nada, nem mesmo a luz, pode escapar. No entanto, os físicos teóricos propõem uma contrapartida menos compreendida, mas igualmente fascinante:o buraco branco .

Ao contrário dos buracos negros, que atraem matéria, os buracos brancos a repeliriam.


Conteúdo

1. O que são buracos brancos?
2. A base teórica dos buracos brancos
3. Considerações quânticas sobre buracos brancos
4. Existem buracos brancos?
5. Conexões com outras estruturas teóricas

O que são buracos brancos?

Na astrofísica, um buraco branco representa um fenômeno teórico onde a matéria e a luz emergiriam de uma determinada área do espaço, em vez de serem puxadas para dentro. É exatamente o oposto de um buraco negro.

Você já deve saber que um buraco negro é uma área no espaço onde a gravidade é tão forte que a velocidade de escape ultrapassa a velocidade da luz, impossibilitando a fuga da luz.



A velocidade de escape refere-se à velocidade que uma coisa teria que viajar para poder escapar do campo gravitacional de um planeta, como a Terra, e, em vez disso, viajar para o espaço.

A base teórica dos buracos brancos

A ideia de um buraco branco está enraizada na solução do buraco negro de Schwarzschild, em homenagem ao físico e astrônomo alemão Karl Schwarzschild, que a formulou em resposta à teoria geral da relatividade de Einstein.

Quando Schwarzschild estava formulando equações que descreviam buracos negros, ele descobriu que os buracos brancos poderiam existir sob as mesmas leis da física que governam os buracos negros.



Estender suas soluções de buraco negro através de uma invariante de reversão de tempo transformou a singularidade do buraco negro em uma singularidade do buraco negro – uma área que ejetaria matéria em vez de atraí-la.

No contexto da física, a reversão do tempo significa imaginar um cenário onde o tempo flui para trás, invertendo a sequência de eventos.

A solução de Schwarzschild para as equações de Einstein descreve uma singularidade pontual cercada por um horizonte de eventos.

Teoria Geral da Relatividade de Einstein

A teoria geral da relatividade de Einstein é uma teoria sobre a gravidade, descrevendo-a não como uma força entre objetos, como a teoria de Newton, mas como uma curvatura do espaço e do tempo causada pela massa e pela energia.

De acordo com esta teoria da relatividade geral, planetas, estrelas e outros objetos massivos curvam o espaço à sua volta, e esta curvatura do espaço é o que percebemos como gravidade.

Essencialmente, os objetos se movem ao longo dessas curvas no espaço, razão pela qual, por exemplo, a Terra orbita o sol.

O que é uma singularidade de ponto?

Uma singularidade de ponto é um local no espaço onde certas quantidades (como densidade ou gravidade) tornam-se infinitamente grandes.

Em termos mais simples, é como um ponto onde tudo o que podemos conceber em todo o universo – incluindo as próprias leis da física – entra em colapso porque tudo é esmagado num espaço inimaginavelmente minúsculo.

Os físicos costumam usar esse conceito para descrever o núcleo de um buraco negro, onde toda a sua massa está concentrada em um único ponto.

O que é um horizonte de eventos?

Um horizonte de eventos é essencialmente uma fronteira em torno de um buraco negro, além da qual nada pode escapar – nem mesmo a luz.

Pense nisso como um ponto sem volta; uma vez que algo cruza essa fronteira, é puxado para dentro do buraco negro sem chance de sair. Isto torna o horizonte de eventos a camada mais externa de um buraco negro, definindo o limite onde a sua atração gravitacional se torna demasiado forte para que qualquer coisa possa escapar.

Como teorizou Schwarzschild, no curioso caso da reversão do tempo, como num buraco branco, este horizonte de eventos torna-se uma fronteira a partir da qual a matéria e a luz podem apenas escapar, não ser absorvido.

Considerações quânticas sobre buracos brancos

Quando você considera os buracos brancos como conceitos nos domínios da gravidade clássica e quântica, essas ideias se expandem ainda mais.

A mecânica quântica, juntamente com as teorias da gravidade quântica, prevê fenômenos como a radiação Hawking, onde os buracos negros emitem radiação devido a efeitos quânticos próximos ao horizonte de eventos.



Ao aplicar a reversão do tempo a estes processos, alguns cientistas especulam que os buracos brancos poderiam emitir matéria e luz de forma semelhante, como um processo físico que espelha a radiação Hawking.

Existem buracos brancos?

A questão de saber se existem buracos brancos está repleta de desafios. Nenhuma evidência observacional apoia diretamente a existência de tais objetos no universo observável.

No entanto, a física teórica oferece cenários onde teoricamente poderiam aparecer buracos brancos. Uma possibilidade é durante a inflação cósmica, ou um “big bang”, no início do Universo, onde a expansão extrema pode ter esticado regiões do espaço-tempo para criar buracos brancos.



Outra ideia intrigante é a teoria do grande salto, que sugere que o nosso universo começou como um buraco branco formado a partir dos restos de um universo-mãe em colapso.

Teoria da Gravidade Quântica em Loop

Andrew Hamilton, um astrofísico, propõe que, se existirem buracos brancos, eles poderiam ser remanescentes de buracos negros supermassivos que passaram por uma transformação gravitacional quântica, invertendo seus papéis de absorção para expulsão de massa e energia. Esta teoria é chamada de gravidade quântica em loop.

Esta transformação poderia ocorrer potencialmente sob a influência da energia escura ou da matéria escura, que são conhecidas por afetar o universo. No entanto, os físicos ainda não têm uma compreensão clara de como a matéria escura interage com as partículas fundamentais.

Conexões com outros referenciais teóricos

A exploração do conceito de buracos brancos aborda várias outras áreas da física. Por exemplo, as lentes gravitacionais – um fenómeno em que a luz se curva em torno de objetos massivos como os buracos negros – podem aplicar-se de forma semelhante aos buracos brancos, alterando a nossa perceção do espaço por trás deles.

Além disso, a ideia de um universo bebé, potencialmente nascido das camadas exteriores de um universo progenitor através de um buraco branco, liga-se profundamente à teoria do multiverso, sugerindo que o nosso universo poderia ser apenas um entre muitos.



Os buracos brancos também desafiam a nossa compreensão do equilíbrio térmico no universo.

Uma vez que emitem, em vez de absorverem energia e matéria, poderiam teoricamente servir como sementes cósmicas, dispersando a densidade de energia e as partículas fundamentais por todo o universo, influenciando assim a formação e evolução das galáxias de formas fundamentalmente diferentes das dos buracos negros.

Criamos este artigo em conjunto com a tecnologia de IA e, em seguida, garantimos que ele fosse verificado e editado por um editor do HowStuffWorks.