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Qual é a diferença entre buraco negro e buraco de minhoca?

·7 minuto de leitura

Buracos de minhoca parecem ser semelhantes a buracos negros em vários aspectos, mas ambos não devem ser confundidos. A diferença mais importante a se ter em mente é que os buracos de minhoca ainda são meramente especulativos — embora previstos pela Teoria da Relatividade Geral —, enquanto buracos negros já foram até mesmo "fotografados". As demais diferenças dizem respeito ao que aconteceria caso você "caia" neles.

Na teoria, sustentada pelos cálculos matemáticos das equações de Einstein, um buraco de minhoca pode formar um “atalho” no espaço-tempo. Ou seja, se você caísse em um deles, talvez chegaria a um lugar a 10 milhões de anos-luz de distância em apenas alguns minutos, ou horas. Se você viajasse essa distância à velocidade da luz sem a ajuda de um buraco de minhoca, levaria 10 milhões de anos para chegar ao mesmo destino. Isso significa que jornadas a outros cantos do universo seriam não apenas possíveis, mas também fáceis.

Isso seria possível porque, na Relatividade Geral, o espaço-tempo pode ser distorcido e comprimido por qualquer matéria que tenha massa — e essa distorção é o fenômeno que chamamos de gravidade. Se pudermos comprimir o espaço-tempo, seria possível chegar a uma distância maior, viajando menos.

(Imagem: Reprodução/M. A. Garlick/Wikipedia Creative Commons)
(Imagem: Reprodução/M. A. Garlick/Wikipedia Creative Commons)

Talvez uma comparação útil seja um jogo de tabuleiro no qual o número obtido nos dados corresponde ao número de casas que podemos percorrer. Digamos que essas casas têm 2 cm² e você precise percorrer 50 casas para chegar ao final do tabuleiro, então nesse caso o tabuleiro tem 100 cm de comprimento para você percorrer. Mas de algum modo somos capazes de espremer as casas — como se fossem feitas de esponja — entre os números 2 e 49 até que todas elas juntas tenham um tamanho de 5 cm².

Se pudermos fazer isso sem tirar do lugar as casas 1 e 50, podemos chegar à 50ª casa tirando apenas 3 nos dados. Alcançamos o final do tabuleiro sem acelerar além do permitido pelas leis da física. Pode parecer trapaça, mas a Relatividade Geral permite isso, ao menos na matemática. O espaço-tempo pode ser distorcido de forma mais ou menos parecida como aquelas casas de tabuleiro feitas de esponja. Claro, o espaço-tempo é um pouco mais complexo que uma esponja, mas nossa mente tem muita dificuldade de imaginar isso ocorrendo no universo real.

O buraco de minhoca também é muito parecido com um túnel com duas extremidades, cada uma em pontos separados no espaço-tempo. Se visualizarmos o espaço como uma superfície bidimensional, um buraco de minhoca apareceria como um orifício nessa superfície, formando um “tubo” para, em seguida, ressurgir em outro buraco. Entretanto, se você estiver em uma nave e entrar em um buraco de minhoca, provavelmente não vai notar, pois esse “tubo” não possui paredes. É uma distorção no espaço assim como qualquer outro campo gravitacional.

Diferença entre buraco negro e buraco de minhoca

(Imagem: Reprodução/ESO/L. Calçada)
(Imagem: Reprodução/ESO/L. Calçada)

Se tivermos um objeto infinitamente denso em um ponto menor que uma partícula, esse objeto provavelmente será algo conhecido como singularidade. Sua densidade absurda causará uma distorção igualmente absurda no espaço-tempo e, por isso, os objetos ao redor serão atraídos para este ponto. Para escapar, será necessário superar a velocidade da luz, e não haverá há saída do outro lado — apenas a singularidade, que estará sempre no futuro. Essa é a definição simplificada de buraco negro.

Como mencionamos antes, eles são parecidos com buracos de minhoca em alguns aspectos. Ambos são extremamente densos e possuem atração gravitacional extraordinariamente forte. Porém, nada pode voltar para fora de um buraco negro após ultrapassar seu horizonte de eventos, enquanto o buraco de minhoca é capaz de engolir objetos por um lado e cuspi-los pelo outro lado.

Em outras palavras, qualquer coisa que entrasse em uma das “bocas” de um buraco de minhoca poderia sair pela outra boca. Assim, há uma série de possibilidades, tais como buracos de minhoca que levam a outras galáxias e talvez até mesmo a outros universos. Também existe a possibilidade desse túnel ser, na verdade, mais comprido do que a distância entre suas duas bocas, levando você a Marte em uma jornada de 70 anos de duração — enquanto uma viagem convencional dura cerca de três meses.

A possibilidade é fantástica, e não à toa ocupou a mente de muitos cientistas desde a publicação da teoria da Relatividade Geral, há quase 100 anos. O conceito também se tornou popular na ficção científica, afinal, se houver um meio de criar uma ponte que nos leve a outras galáxias em poucos dias ou anos, a humanidade finalmente poderia viajar a outras estrelas e se tornar uma espécie interestelar!

(Imagem: Reprodução/Wikipedia Creative Commons)
(Imagem: Reprodução/Wikipedia Creative Commons)

Mas talvez essas viagens não sejam tão fáceis assim. Outras teorias afirmam que os buracos de minhoca podem engolir — ou seja, atrair — objetos através de suas duas bocas. Se isso acontecer, os dois objetos se encontrarão na metade do caminho e colidirão (este evento nunca aconteceria em um buraco negro). O resultado dessa colisão seriam esferas de plasma que se expandem para fora de ambas as bocas do buraco de minhoca quase na velocidade da luz. Não parece uma rodovia muito segura para uma viagem intergaláctica!

Há outras possibilidades que tornariam mais difícil nossa expansão humana pelo cosmos através de um buraco de minhoca. Por exemplo, se um deles surgisse agora na sua frente, ele muito provavelmente seria dinâmico e instável, e se fragmentaria por dentro antes que você entendesse o que está acontecendo. Outra característica nada animadora para os que desejam um passe livre no túnel intergaláctico é que buracos de minhoca, se existirem, são microscópicos, pois esses objetos demandam uma quantidade inconcebível de energia.

Se tudo der certo com seu buraco de minhoca e você puder entrar nele, talvez não seja possível sair. Se as teorias de que ambas as bocas do objeto são capazes apenas de engolir — e nunca cuspir — estiverem corretas, você seria enviado para o outro lado e depois puxado de volta para a boca por onde entrou. Em seguida, seria atraído novamente para o lado oposto, e ficaria nesse vai-e-vem, tal qual uma bola de ping-pong, até morrer no ponto central. Bem, ao menos teria um vislumbre do outro lado do buraco de minhoca, que talvez seja uma galáxia incrível, ou mesmo outro universo.

Buraco negro em um buraco de minhoca

Esta é uma simulação de interação entre dois buracos negros; é difícil deduzir como seria entre um buraco negro e um buraco de minhoca (Imagem: Reprodução/Goddard Space Flight Center/Schnittman/Brian P. Powell)
Esta é uma simulação de interação entre dois buracos negros; é difícil deduzir como seria entre um buraco negro e um buraco de minhoca (Imagem: Reprodução/Goddard Space Flight Center/Schnittman/Brian P. Powell)

Se um buraco negro com cinco vezes a massa do Sol caísse em um buraco de minhoca (estável e atravessável) de 200 massas solares, com uma garganta (a região central do túnel entre as duas bocas) 60 vezes mais larga que o buraco negro, uma série de eventos estranhos aconteceriam, de acordo com modelos teóricos apresentados recentemente. O primeiro deles seriam ondas gravitacionais diferentes de todas as já detectadas até hoje.

Quando dois buracos negros se aproximam em espiral, suas velocidades orbitais aumentam, assim como a frequência das ondas gravitacionais aumenta, e elas emitiriam um som chiado cada vez mais agudo. Em uma espiral de um buraco negro indo em direção a um buraco de minhoca, o chiado seria muito parecido, mas o sinal gravitacional do buraco negro desapareceria rapidamente, pois a maioria das ondas gravitacionais sairiam do outro lado do buraco de minhoca.

Se o buraco negro emergir da outra boca do buraco de minhoca, o som seria um "anti-chiado" e a frequência das ondas gravitacionais do buraco negro diminuiria à medida que ele se afastasse do buraco negro. Acontece que a gravidade de ambos os objetos e a falta de uma velocidade de escape provavelmente fariam com que o buraco negro entrasse e saísse de cada boca do buraco de minhoca, continuamente, gerando um ciclo de chiados e anti-chiados.

Essa especulação é estritamente teórica, mas é muito legal que a Relatividade Geral possa ser usada para que esses objetos sejam válidos na matemática — embora Stephen Hawking tenha afirmado que essa é uma fraqueza da teoria de Einstein. Mesmo que essas coisas sejam possíveis apenas através de equações bem complicadas, elas estão corretas o suficiente para que buracos de minhoca recebam credibilidade científica.

Isso permite que físicos teóricos passem algum tempo especulando sobre esses objetos teóricos e, na melhor das hipóteses, os instrumentos talvez um dia detectem um sinal gravitacional emitido por um buraco negro entrando em um buraco de minhoca. Seria uma evidência impactante o suficiente para mudar os rumos da astrofísica.

Fonte: Canaltech

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