Medo Sensitivo: Wormholes

Nota: Essa é a postagem que deveria ter sido publicada ontem (10/11/12), mas devido a probleminhas (que ódio!) com minha "queridíssima (As vezes da vontade de quebrar tudo!)" internet não foi possível.

Os wormholes (tradução à letra: buracos de minhoca/verme) é um atalho hipotético que liga duas regiões de um espaço-tempo (ou hiperespaço). Contém duas entradas que designadas por bocas, ligadas por um túnel, cuja circunferência mínima se chama garganta. É possível visualizar um wormhole através de um diagrama de imersão, que idealiza um espaço-tempo com apenas duas dimensões espaciais segundo o Dr. Francisco Lobo do Centro de Física Nuclear da UL.

O termo wormhole foi criado pelo físico teórico estadunidense John Wheeler em 1957. Todavia, a ideia dos buracos de verme já havia sido proposta em 1921 pelo matemático alemão Hermann Weyl em conexão com sua análise da massa em termos da energia do campo eletromagnético.

"Esta análise força a se considerar situações em que há um fluxo de rede de linhas de força através do que os topologistas poderiam chamar de alça ou espaço multiplamente conectado e que os físicos poderiam ser desculpados por denominar mais vividamente de 'buraco de verme'."

—John Wheeler em Annals of Physics

O nome wormholes vem de uma analogia usada para explicar o fenômeno. Da mesma forma que um verme que perambula pela casca de uma maçã poderia pegar um atalho para o lado oposto da casca da fruta abrindo caminho através do miolo, em vez de mover-se por toda a superfície até lá, um viajante que passasse por um buraco de verme pegaria um atalho para o lado oposto do universo através de um túnel topologicamente incomum.

É muito frequente os escritores de ficção científica considerarem buracos negros para viagens interestelares rápidas. Imaginam viajantes intrépidos lançando-se num buraco negro e encontrando-se subitamente numa região distante do Universo. No entanto, podem levantar-se objeções muito sérias às viagens interestelares através de buracos negros.

Mesmo se alguém encontrasse um buraco de verme e viajasse através dele, os cientistas não têm certeza sobre como isso afetaria o indivíduo. Alguns acreditam que um buraco de verme não se manteria estável por tempo suficiente para permitir a travessia. E existem teorias que sugerem que mesmo que ele permaneça estável, o viajante seria alterado de formas indeterminadas e poderia experimentar danos ao coração ou cérebro, e possivelmente até a morte.

Em primeiro lugar, as forças de maré na vizinhança do buraco negro podem produzir acelerações tão grandes que esmagariam qualquer viajante, comprimindo-o transversalmente e esticando-o na direcção longitudinal. Em segundo lugar, a fronteira do buraco negro, conhecida por horizonte de acontecimentos, pode ser considerada como uma "membrana" com um só sentido, através da qual os objetos entram mas estão impossibilitados de sair. Logo, uma viagem nos dois sentidos é estritamente proibida.

Os físicos têm sido bastante céticos em relação aos wormholes desde a sua formulação. Entretanto, deu-se um renascimento desta ideia em finais da década de oitenta, parcialmente devido a um desafio lançado por Carl Sagan a Kip Thorne, sobre a possibilidade real de viagens interestelares rápidas, idéia utilizada no seu livro Contato, que deu origem a um filme com o mesmo nome.

Foram encontradas soluções das equações de Einstein (que são habitualmente usadas em cálculos no âmbito da Relatividade) que apresentavam algumas características peculiares. Nomeadamente, a matéria que constitui o wormhole tem uma massa negativa. Diz-se, por vezes, que esta matéria é "exótica" porque viola algumas condições de energia que são fundamentais para alguns dos teoremas da Relatividade Geral. Aparentemente, as leis da física clássica proíbem massas negativas, mas a física quântica prevê a sua existência violando, consequentemente, algumas destas condições de energia. será que uma civilização infinitamente avançada poderia construir um wormhole para realizar viagens interstelares? Será que as leis da física permitiriam a construção de wormholes e a consequente mudança topológica (ou seja, da geometria do Universo) associada? São assuntos que continuam a ser alvo de uma investigação muito intensa, embora existam muitas dificuldades.

Thomas Roman, um outro estudioso deste assunto, oferece outra perspectiva interessante. Ele considera a formação de um wormhole na altura do Big-Bang através de uma flutuação quântica que se expandiu exponencialmente no período da inflação do Universo, atingindo dimensões clássicas. Qualquer esperança de construir um wormhole depende da futura descoberta de matéria exótica. Mesmo se um campo exótico estivesse disponível, existem outras dificuldades, nomeadamente: a possibilidade da mecânica quântica proibir uma mudança topológica do espaço-tempo; os wormholes poderão ser altamente instáveis; e a matéria exótica poderá interagir fortemente com a matéria normal, o que impedirá uma travessia.

Outra consideração assombrosa acerca dos wormholes é a sua possível utilização como uma máquina do tempo, embora isso violasse aparentemente a causalidade, ou seja, o fato de que o efeito precede a causa. Consequentemente, surgem alguns paradoxos muito difíceis de resolver.

As viagens ao passado ou mesmo a mera possibilidade de enviar sinais para trás no tempo abrem uma verdadeira caixa de Pandora de quebra-cabeças e paradoxos.

Bônus

Wormholes lorentzianos, conhecidos como Wormholes de Schwarzschild ou pontes de Einstein-Rosen são pontes entre áreas do espaço que podem ser modeladas como soluções de vácuo para as equações de campo de Einstein ao combinar os modelos de um buraco negro e um buraco branco. Esta solução foi descoberta por Albert Einstein e seu colega Nathan Rosen, os quais publicaram o resultado em 1935. Todavia, em 1962 John A. Wheeler e Robert W. Fuller publicaram um paper demonstrando que este tipo de buraco de verme é instável, e que ele colapsará instantaneamente tão logo se forme, impedindo que mesmo a luz consiga atravessá-lo.

Antes que os problemas de estabilidade dos buracos de verme de Schwarzschild se tornassem aparentes, foi proposto que quasares eram buracos brancos, constituindo o fim de buracos de verme deste tipo. Embora buracos de verme de Schwarzschild não sejam transponíveis, sua existência inspirou Kip Thorne a imaginar buracos de verme transponíveis criados mantendo-se aberta a "garganta" de um buraco de verme de Schwarzschild com matéria exótica (matéria que possui massa/energia negativa).

Em conclusão: apesar de todas as dificuldades apresentadas, não existe qualquer prova irrefutável que proíba a existência de wormholes como soluções das equações de Einstein da gravitação. De modo que não nos resta senão admitir os wormhole transitáveis no espaço-tempo como uma possibilidade real. Será?????

O vídeo abaixo é uma animação que demonstra o poder destrutivo de um Wormholes, Buraco Negro, Buraco de Verme ou Minhoca: