Um físico da RUDN demonstrou como descrever a forma de qualquer buraco de minhoca simétrico  - um buraco negro que teoricamente pode ser uma espécie de portal entre quaisquer dois pontos no espaço e no tempo. Federico.ciccarese / Wikimedia Commons / Allen Dressen

Um físico da RUDN demonstrou como descrever a forma de qualquer buraco de minhoca simétrico, um buraco negro que teoricamente pode ser uma espécie de portal entre quaisquer dois pontos no espaço e no tempo, com base em seu espectro de ondas. A pesquisa ajudaria a entender a física dos buracos de minhoca e a identificar melhor suas características físicas. O artigo do cientista foi publicado na revista Physics Letters B.

Os conceitos modernos do Universo fornecem a existência de buracos de minhoca, curvaturas incomuns no espaço e no tempo. Pode-se imaginar um buraco de minhoca como um buraco negro através do qual se pode ver um ponto distante do Universo em quatro dimensões. Os astrofísicos ainda são incapazes de determinar com precisão a forma e o tamanho dos buracos negros, muito menos os buracos de minhoca que existem apenas em teorias. Um físico da RUDN demonstrou que a forma de um buraco de minhoca ainda pode ser calculada com base em características físicas observáveis.

Na prática, pode-se observar apenas propriedades indiretas dos buracos de minhoca, como o deslocamento para o vermelho, um deslocamento para baixo na frequência das ondas gravitacionais no curso do afastamento de um objeto. Um pesquisador do Instituto de Gravitação e Cosmologia da RUDN usou suposições de mecânica quântica e geométrica e mostrou que a forma e a massa de um buraco de minhoca podem ser calculadas com base no valor do desvio para o vermelho e na faixa de ondas gravitacionais em altas frequências.

Hoje, os cientistas lidam com tarefas diretas: eles pegam a geometria de um objeto compacto, descobrem seu alcance (o conjunto de frequências nas quais um buraco de minhoca emite ondas gravitacionais) e então comparam os dados com resultados experimentais. Depois disso, eles decidem se os valores observados são semelhantes aos previstos teoricamente. O autor do trabalho sugeriu a solução de um problema oposto: ele conseguiu determinar a forma de um objeto com base em seu espectro visível.

O físico pegou um modelo matemático de um buraco de minhoca de Morris-Thorne esfericamente simétrico, um tipo de buraco negro que não apenas une dois pontos no espaço e no tempo, mas teoricamente fornece movimentos entre eles. Em seguida, ele aplicou um modelo matemático existente para descrever o gargalo do buraco de minhoca, o lugar mais estreito entre sua entrada e saída. Primeiro, ele descreveu matematicamente como a forma de qualquer buraco de minhoca simétrico pode ser determinada com base em seu intervalo de onda e resolveu o chamado problema oposto em termos gerais. Então, usando a aproximação da mecânica quântica, ele estabeleceu uma equação para calcular uma forma geométrica para um caso particular, um buraco de minhoca.

“Em termos gerais, uma abordagem da mecânica quântica leva a muitas soluções para a geometria de um buraco de minhoca. Nosso trabalho pode ser expandido de várias maneiras. Em primeiro lugar, para evitar fórmulas longas, consideramos apenas os campos eletromagnéticos. Em nosso trabalho futuro, podemos estudar outros campos sob a mesma abordagem. Nossos resultados também podem ser aplicados a buracos de minhoca em rotação, desde que sejam simétricos o suficiente”, diz Roman Konoplya, o autor do trabalho e assistente de pesquisa do RUDN Institute of Gravitation and Cosmology.

Publicação: R.A.Konoplya, et al., “How to tell the shape of a wormhole by its quasinormal modes,” Physics Letters B, 2018; doi:10.1016/j.physletb.2018.07.025

Fonte: SciTechDaily