Buracos de minhoca eles são um recurso popular na ficção científica, o meio pelo qual as espaçonaves podem viajar mais rápido que a luz (FTL) e se movimentar instantaneamente de um ponto a outro no espaço.

E enquanto Teoria universal da relatividade proíbe a existência de “buracos de minhoca percorríveis”, pesquisas recentes mostraram que eles são de traje possíveis dentro do reino da física quântica.

As únicas desvantagens são que eles realmente seriam leva mais tempo para passar de espaço normal e / ou provavelmente microscópico.

Em um novo estudo feito por dois cientistas da Ivy League, a existência da física além do padrão padrão pode valer que existem buracos de minhoca que não são unicamente grandes o suficiente para serem transitáveis, mas são completamente seguros para viajantes humanos que buscam ir do ponto A ao ponto B.

O estudo, intitulado “Buracos de minhoca atravessados ​​por humanos“foi liderado por Juan Maldacena (Carl P. Feinberg, professor de física teórica em Instituto de Estudos Avançados) e Alexey Milekhin, graduado em astrofísica pela Universidade de Princeton. O par já escreveu sobre o tópico dos buracos de minhoca e porquê eles podem ser um meio de viajar com segurança pelo espaço.

A teoria dos buracos de minhoca surgiu no início do século XX em resposta à de Einstein Teoria universal da relatividade. O primeiro a postular sua existência foi Karl Schwarzschild, um físico e astrônomo teuto cujas soluções para a equação de campo de Einstein (métrica de Schwarzschild) levaram à primeira base teórica para a existência de buracos negros.

Uma consequência da métrica de Schwarzschild foi o que ele chamou de “buracos negros eternos”, que eram essencialmente conexões entre diferentes pontos no tempo. No entanto, esses buracos de minhoca Schwarzschild (também conhecidos porquê pontes Einstein-Rosen) não eram estáveis, pois desmoronariam muito rapidamente para que tudo passasse de uma extremidade à outra.

porquê Maldacena e Milekhin explicaram à Universe Today por e-mail, os buracos de minhoca que podem ser perfurados exigem que existam circunstâncias especiais. Isso inclui a existência de pujança negativa, o que não é admissível na física clássica, mas é provável no reino da física quântica.

Um bom exemplo disso, dizem eles, é o efeito Casimir, em que os campos quânticos produzem pujança negativa à medida que se propagam ao longo de um círculo fechado:

“No entanto, esse efeito é geralmente reduzido porque é quântico. Em nosso trabalho anterior [“Traversable wormholes in four dimensions“] percebemos que esse efeito pode ser considerável para buracos negros com uma grande fardo magnética. A novidade teoria era usar propriedades especiais de carregamento em tamanho fermions (partículas porquê o elétron, mas com tamanho zero). Para um buraco preto sobrecarregado magneticamente, eles viajam ao longo das linhas do campo magnético (semelhante a porquê as partículas carregadas do vento solar criam auroras perto das regiões polares da terreno). “

O traje de que essas partículas podem viajar em um círculo entrando em um ponto e emergindo de onde começaram em um espaço ambiental projecto, implica que a “pujança do vácuo” muda e pode ser negativa.

A presença dessa pujança negativa pode propiciar a existência de um buraco de minhoca sólido, uma ponte entre pontos no espaço temporário que não entrará em colapso antes que alguma coisa tenha a chance de cruzá-lo.

Esses buracos de minhoca são possíveis dependendo da material que faz segmento do corpo padrão padrão de física de partículas. O único problema é que esses buracos de minhoca deveriam ter tamanho microscópico e subsistir unicamente em distâncias muito pequenas.

Para viagens humanas, os buracos de minhoca devem ser grandes, exigindo uso físico além do padrão padrão.

Para Maldacena e Milekhin, é cá que o padrão Randall-Sundrum II (também espargido em 5 dimensões de geometria deformada) entra em jogo. Com o nome dos físicos teóricos Lisa Randall e Raman Sundrum, este padrão descreve o Universo em termos de cinco dimensões e foi originalmente planejado para resolver um problema de jerarquia na física de partículas.

“O padrão Randall-Sundrom II foi fundamentado na invenção de que este espaço de cinco dimensões também poderia descrever a física em energias mais baixas do que normalmente exploramos, mas que teria escapado à detecção porque se combina com a nossa material unicamente pela seriedade. “Na verdade, sua física é semelhante a somar muitos campos sem interagir muito com a física conhecida. É por isso que pode resultar na pujança negativa necessária.”

Do lado de fora, Maldacena e Milekhin concluíram que esses buracos de minhoca se assemelhariam a buracos negros carregados de tamanho médio e gerariam forças de maré de potência semelhante àquelas que a espaçonave precisaria ter. Para fazer isso, eles afirmam, um viajante em potencial precisaria de um fator de empuxo muito grande ao passar pelo núcleo do buraco de minhoca.

Supondo que isso possa ser feito, a questão permanece se esses buracos de minhoca poderiam ou não atuar porquê um vereda entre dois pontos no espaço-tempo? Conforme observado, a pesquisa anterior por Daniel Jafferis da Universidade de Harvard (que também considerou o trabalho de Einstein e Nathan Rosen) mostrou que, se provável, buracos de minhoca estáveis ​​demorariam mais para transpor o espaço normal.

No entanto, de consonância com o trabalho de Maldacena e Milekhin, seus buracos de minhoca logo passariam da perspectiva do viajante. Do ponto de vista de um estranho, o tempo de viagem seria muito mais longo, o que concorda Relatividade universal – onde as pessoas que viajam perto da velocidade da luz experimentarão uma dilatação do tempo (ou seja, o tempo fica mais lento). porquê Maldacena e Milekhin disseram:

“]F]ou astronautas passando pelo buraco de minhoca, precisariam unicamente de um segundo de seu tempo para viajar 10.000 anos-luz de pausa (aproximadamente 5 bilhões de milhas ou o tamanho da Via Láctea 1/10). Um observador que não passa pelo buraco de minhoca. e fica de fora vê-os mais de 10.000 anos. E tudo isso sem consumo de combustível, pois a seriedade acelera e desacelera a espaçonave. “

Ilustração artística de uma nave espacial passando por um buraco de minhoca para uma galáxia distante (NASA)

Outra vantagem é que a travessia desses buracos de minhoca poderia ser feita sem o uso de combustível, pois a força gravitacional do próprio buraco de minhoca aceleraria e desaceleraria a espaçonave. Em um cenário de exploração espacial, um piloto teria que velejar pelas forças das marés do buraco de minhoca para posicionar sua nave espacial da maneira certa e deixar a natureza fazer o resto.

Um segundo depois, eles estariam do outro lado da galáxia!

Embora isso possa parecer encorajador para aqueles que pensam que os buracos de minhoca podem ser um meio de viagem espacial qualquer dia, o trabalho de Maldacena e Milekhin também apresenta algumas desvantagens importantes.

Para iniciar, eles enfatizam que os buracos de minhoca percorríveis devem ser projetados com tamanho negativa, já que não há mecanismo plausível para a formação originário.

Embora isso seja provável (pelo menos em teoria), seriam necessárias as configurações de espaço-tempo necessárias mais cedo. Ainda assim, a tamanho e o tamanho envolvidos são tão grandes que a tarefa estaria além de qualquer tecnologia prática que possamos prever. Em segundo lugar, esses buracos de minhoca só estariam seguros se o espaço fosse indiferente e projecto, o que não é o caso do padrão Randall Sundrum II.

Além de tudo isso, qualquer objeto que entrasse no buraco de minhoca seria apressurado e até mesmo a presença de radiação cósmica de fundo cósmica representaria um risco significativo.

No entanto, Maldacena e Milekhin enfatizam que seu estudo foi realizado para mostrar que os buracos de minhoca que podem ser atravessados ​​podem ser o resultado da “interação sutil entre a relatividade universal e a física quântica”.

Em última estudo, é improvável que os buracos de minhoca se tornem uma forma prática de viajar pelo espaço, pelo menos de uma forma previsível. Eles podem não estar além de uma cultura Kardashev Tipo II ou Tipo III, mas isso é unicamente especulação. Ainda assim, saber que um elemento importante na ficção científica não está além do reino das possibilidades é certamente encorajador!

Este item foi publicado originalmente por Universo Hoje. Leia o item original.

Este item foi reescrito, traduzido de uma publicação em inglês. Clique cá para acessar a material original (em inglês)!