Os físicos alemães exploram a possibilidade de túneis no espaço-tempo.

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Os buracos de minhoca desempenham um papel fundamental em muitos filmes de ficção científica, geralmente como um atalho entre dois pontos distantes no espaço. Na física, entretanto, esses túneis no espaço-tempo permaneceram puramente hipotéticos. Uma equipe internacional liderada pelo Dr. Jose Luis Blázquez-Salcedo da Universidade de Oldenburg apresentou agora um novo modelo teórico na revista científica Physical Review Letters que faz buracos de minhoca microscópicos parecerem menos rebuscados do que em teorias anteriores.

Buracos de minhoca, como buracos negros, aparecem nas equações da teoria geral da relatividade de Albert Einstein, publicada em 1916. Um postulado importante da teoria de Einstein é que o universo tem quatro dimensões, três dimensões espaciais e o tempo como a quarta dimensão. Juntos, elas formam o que é conhecido como espaço-tempo, e o espaço-tempo pode ser alongado e curvado por objetos massivos, como estrelas, da mesma forma que uma folha de borracha seria curvada por uma bola de metal afundando nela. A curvatura do espaço-tempo determina a maneira como objetos como espaçonaves e planetas, mas também luz, se movem dentro dele.

“Em teoria, o espaço-tempo também poderia ser dobrado e curvado sem objetos massivos”, diz Blázquez-Salcedo, que desde então se transferiu para a Universidade Complutense de Madrid, na Espanha. Nesse cenário, um buraco de minhoca seria uma região extremamente curva no espaço-tempo que se assemelha a dois funis interconectados e conecta dois pontos distantes no espaço, como um túnel. “De uma perspectiva matemática, tal atalho seria possível, mas ninguém jamais observou um buraco de minhoca real”, explica o físico.

Além disso, esse buraco de minhoca seria instável. Se, por exemplo, uma espaçonave voasse para dentro de uma, ela imediatamente entraria em colapso em um buraco negro, um objeto no qual a matéria desaparece, para nunca mais ser vista. A conexão fornecida a outros lugares do universo seria cortada. Modelos anteriores sugerem que a única maneira de manter o buraco de minhoca aberto é com uma forma exótica de matéria que tenha massa negativa, ou em outras palavras, pesa menos do que nada, e que só existe em teoria.

No entanto, Blázquez-Salcedo e seus colegas Dr. Christian Knoll da Universidade de Oldenburg e Eugen Radu da Universidade de Aveiro em Portugal demonstram em seu modelo que buracos de minhoca também podem ser percorridos sem esse tipo de matéria.

Os pesquisadores escolheram uma abordagem “semiclássica” comparativamente simples. Eles combinaram elementos da teoria da relatividade com elementos da teoria quântica e teoria eletrodinâmica clássica. Em seu modelo, eles consideram certas partículas elementares, como elétrons e sua carga elétrica, como a matéria que deve passar pelo buraco de minhoca. Como uma descrição matemática, eles escolheram a equação de Dirac, uma fórmula que descreve a função densidade de probabilidade de uma partícula de acordo com a teoria quântica e a relatividade como um chamado campo de Dirac.

Como os físicos relatam em seu estudo, é a inclusão do campo de Dirac em seu modelo que permite a existência de um buraco de minhoca percorrível pela matéria, desde que a relação entre a carga elétrica e a massa do buraco de minhoca exceda um certo limite. Além da matéria, os sinais, por exemplo, ondas eletromagnéticas, também podem atravessar os minúsculos túneis no espaço-tempo. Os buracos de minhoca microscópicos postulados pela equipe provavelmente não seriam adequados para viagens interestelares. Além disso, o modelo teria que ser refinado ainda mais para descobrir se tais estruturas incomuns poderiam realmente existir. “Achamos que buracos de minhoca também podem existir em um modelo completo”, diz Blázquez-Salcedo.

Os cientistas conduziram a pesquisa para seu artigo dentro do Grupo de Treinamento em Pesquisa “Modelos de Gravidade”, financiado pela Fundação Alemã de Pesquisa (DFG). É chefiado pelo físico de Oldenburg, Prof. Dra. Jutta Kunz, juntamente com o Prof. Dr. Claus Lämmerzahl, do Centro de Tecnologia Espacial Aplicada e Microgravidade (ZARM) da Universidade de Bremen. Além da Universidade de Oldenburg, várias outras universidades e instituições de pesquisa também estão envolvidas no programa.

Referência: “Traversable Wormholes in Einstein-Dirac-Maxwell Theory” by Jose Luis Blázquez-Salcedo, Christian Knoll and Eugen Radu, 9 March 2021, Physical Review Letters.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.101102

Fonte: https://bit.ly/3rG0QDI