A expansão do universo em algum estágio da evolução é bem descrita pelo modelo de Friedmann. Foi derivado da relatividade geral há cem anos, mas ainda é considerado um dos modelos cosmológicos mais importantes e relevantes.



Os astrofísicos da Universidade RUDN provaram agora a possibilidade teórica da existência de buracos de minhoca percorríveis no universo de Friedmann. A pesquisa é publicada na revista Universe .

"Um buraco de minhoca é um tipo de geometria altamente curva. Assemelha-se a um túnel entre regiões distantes do mesmo universo ou entre universos diferentes. Tais estruturas foram discutidas pela primeira vez no âmbito de soluções para as equações do campo gravitacional há cem anos. Mas o buracos de minhoca considerados então revelaram-se intransponíveis mesmo para fótons - eles não podiam se mover de uma 'extremidade do túnel' para a outra, para não mencionar voltar", disse Kirill Bronnikov, doutor em ciências físicas e matemáticas, professor de Universidade RUDN.

“Outros estão agora a ser considerados – buracos de minhoca atravessáveis ​​em várias teorias da gravidade e a presença de vários tipos de matéria. Investigamos possíveis buracos de minhoca atravessáveis ​​na teoria geral da relatividade, que são apoiados por matéria semelhante a poeira”, acrescentou Bronnikov.

Os astrofísicos investigaram uma forma generalizada da famosa solução Lemaître-Tolman-Bondi, que descreve a evolução de distribuições esfericamente simétricas de poeira eletricamente neutra na relatividade geral. Os pesquisadores generalizaram para o caso de quando existe uma fonte externa de um campo elétrico ou magnético e uma constante cosmológica diferente de zero. O objetivo deles era encontrar condições matemáticas sob as quais buracos de minhoca transponíveis pudessem existir em tal cenário, e então dar uma explicação cosmológica para isso.

Os pesquisadores obtiveram soluções numéricas que descrevem o movimento dos fótons através de buracos de minhoca conectando diferentes universos de Friedmann ou diferentes partes do mesmo universo. Se será possível passar por um buraco de minhoca depende dos parâmetros de sua “entrada” e das condições iniciais. Os físicos generalizaram o caso de um universo para o caso de universos múltiplos. Nesse caso, o universo “mãe” possui diversas “entradas” para buracos de minhoca que o conectam com o universo “filha”.

"Uma carga em um 'pólo' inevitavelmente leva a uma carga oposta no outro. Neste outro pólo pode haver uma boca de buraco de minhoca semelhante, e além desse outro universo, e assim por diante. Todo o quadro se assemelhará a Churchkhela, um maravilhoso georgiano sobremesa. Alguns dos buracos de minhoca podem conectar diferentes partes do mesmo universo", explicou Bronnikov.

"Possíveis sinais observacionais de tais objetos, em particular, as propriedades da radiação cósmica de fundo e dos campos magnéticos, podem ser objeto de pesquisas adicionais. É especialmente interessante comparar as características de nossos modelos de buraco de minhoca com os parâmetros observados de vazios cósmicos e outras heterogeneidades em nosso universo", concluiu Bronnikov.

Mais informações: Kirill A. Bronnikov et al, Possíveis buracos de minhoca em um universo de Friedmann, Universo (2023). DOI:10.3390/universo9110465
Fornecido pela Universidade RUDN