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Um objeto físico, como uma pessoa ou uma nave espacial, teoricamente poderiam atravessar um buraco de minhoca no centro de um buraco negro, e talvez até mesmo acessar um outro universo, do outro lado, sugerem alguns físicos.


No que parece ser a extensão lógica da trama de Interstellar - onde os astronautas tentar caçar um outro universo depois que os efeitos catastróficos da mudança climática destrói a Terra - os físicos têm modelado o que aconteceria com uma cadeira, um cientista e uma nave espacial, se cada um acabasse dentro do buraco de minhoca esférico de um buraco negro. 

"O que fizemos foi a reconsiderar a questão fundamental sobre a relação entre a gravidade e a estrutura subjacente do espaço-tempo", disse um membro da equipe, Diego Rubiera-Garcia, da Universidade de Lisboa, em Portugal.

"Em termos práticos, soltamos uma suposição que mantém a relatividade geral, mas não existe, a priori, uma razão para que ele mantenha extensões desta teoria." 

Então, vamos dar um passo para trás em primeiro lugar, e passar por alguns dos princípios básicos. Segundo a teoria da relatividade geral de Einstein, no centro de um buraco negro encontra-se uma singularidade - o ponto em que as forças da gravidade estão em sua forma mais intenso, e tempo e o espaço efetivamente acabam. 

Se um objeto se aproxima do horizonte de eventos, ele seria esmagado em uma direção, e estendido em outro, graças às forças de maré extremas de gravidade no jogo dentro de um buraco negro. Se o objeto permanecem intactos tempo suficiente para chegar ao centro de um buraco negro, ela será infinitamente longo e fino: basicamente, ele será espaguetificado.

Os físicos têm brincado com a suposição de uma singularidade no centro de um buraco negro durante anos, porque até que possamos realmente provar que ela existe, poderia haver qualquer número de possibilidades que ainda funcionam - em teoria. 

No início deste ano, físicos da Universidade de Cambridge, no Reino Unido argumentaram que não há nenhuma razão para que uma singularidade necessariamente tenha que estar no interior de um buraco negro. Eles sugerem que, em um universo com cinco ou mais dimensões - o que não é fora de questão para nós - uma singularidade "nua" poderia existir, desde que não esteja vinculada por um horizonte de eventos. 

Claro, isto significaria grandes e grandes coisas para o nosso atual entendimento de como as leis da física regem nosso universo, porque basicamente a Relatividade Geral de Einstein deve estar errado, nesse caso.

"Se existem singularidades nuas, a relatividade geral se decompõe," disse um membro da equipe, Saran Tunyasuvunakool, em Janeiro. "E se a relatividade geral  decompõe-se, isso jogaria tudo de cabeça para baixo, porque já não teria qualquer poder preditivo - ela poderia já não ser considerada como uma teoria autônoma para explicar o universo."

Einstein errado não está fora de cogitação, também. Stephen Hawking tem lutado durante décadas com a relatividade geral, que parece conflitar com a mecânica quântica de buracos negros - um problema conhecido como o paradoxo da informação.
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Então, supondo que as estipulações da relatividade geral não sejam gravadas na pedra, o novo estudo da equipe Rubiera-Garcia argumenta que se você remover a singularidade de um buraco negro, o que tem no centro em vez disso é um buraco negro de tamanho finito.

Em seguida, eles descobriram o que pode acontecer se vários objetos - uma cadeira, uma cientista e um veículo espacial - viajaram para além do horizonte de eventos e para o buraco de minhoca. Esses objetos são referidos como «observadores».

Eles modelaram esses observadores como uma agregação de pontos conectados por interações físicas ou químicas que segurar tudo a medida que o objeto viaja ao longo de uma linha geodésica. Uma linha geodésica é simplesmente o caminho que o objeto segue no espaço-tempo  em queda livre.

"Cada partícula do observador segue uma linha geodésica, determinada pelo campo gravitacional," diz Rubiera-Garcia. "Cada geodésica sente uma força gravitacional ligeiramente diferente, mas as interações entre os constituintes do corpo, no entanto poderiam sustentar o corpo."

Em um artigo na revista Classical and Quantum Gravity os pesquisadores demonstram isso, mostrando como o tempo gasto por um raio de luz em uma viagem entre duas partes do corpo sempre é finito.

Isto significa que as forças finitas, não importa o quão forte sejam, poderiam compensar o impacto do campo gravitacional perto e dentro do buraco de minhoca em um corpo físico que viaja através dele.

"Assim, diferentes partes do corpo ainda irão estabelecer interações físicas ou químicas e, conseqüentemente, causa e efeito ainda se aplicam a todo o caminho através da garganta do buraco de minhoca," explicam.

Então, enquanto a teoria da relatividade geral prediz que um objeto aproximando-se um buraco negro será esmagado ao longo de uma direção e esticado ao longo de outra infinitamente, se assumirmos que o centro de um buraco negro seja um buraco negro com um raio finito, o objeto só pode ser esmagado tanto quanto o tamanho do buraco de minhoca.

Trata-se da Hipótese de Rubiera-Garcia, um objeto pode sobreviver a uma viagem através de um buraco de minhoca e parar do outro lado - e potencialmente para outro universo - tecnicamente intacto, mas ele seria esmagado para o tamanho do buraco de minhoca finito. Pelo menos não está completamente destruído, certo?

"Para um físico teórico, o sofrimento dos observadores é admissível (pode até considerá-lo parte de trabalho de um experimentalista - pelo bem da ciência), mas não é de sua total destruição" disse Rubiera-Garcia e sua equipe em um artigo de opinião.

Até descobrirmos como realmente se parece um buraco negro, tudo isto vai manter-se no Reino das hipóteses puras. Mas estamos começando a ver como os buracos negros não pode ser monstros que pensávamos que fossem, obliterando a existência de armadilhas  mortais. 

Como disse Hawking em uma conferência em agosto 2015 sobre sua solução para o paradoxo da informação: "Os buracos negros não são tão negros como parecem. Eles não são as prisões eternas que pensávamos. As coisas podem sair de um buraco negro ... Então, se você sentir que você está em um buraco negro, não desista - há um caminho para sair "
Traduzido e adaptado de Science Alert

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Autor Felipe Sérvulo

Graduado em Física pela UEPB. Mestrando em Cosmologia, gravitação e física das partículas pela UFCG. Possui experiência na área de divulgação científica com ênfase em astronomia, astrofísica, astrobiologia, cosmologia, biologia evolutiva e história da ciência. Possui experiência na área de docência informática, física, química e matemática, com ênfase em desenvolvimento de websites e design gráfico e experiência na área de artes, com ênfase em pinturas e desenhos realistas. Fundador do Projeto Mistérios do Universo, colaborador, editor, tradutor e colaborador da Sociedade Científica e do Universo Racionalista. Membro da Associação Paraibana de Astronomia. Pai, nerd, geek, colecionador, aficionado pela arte, pela astronomia e pelo Universo. Curriculum Lattes: http://lattes.cnpq.br/8938378819014229
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