Na física, a teoria da relatividade geral de Albert Einstein é virtualmente incomparável quando se trata de fazer previsões. De acordo com a teoria, objetos de massa “deformam” o próprio tecido do espaço-tempo, resultando na força da gravidade. Numerosos eventos, fenômenos e objetos que astrônomos e físicos acabariam descobrindo no cosmos também foram sugeridos pela teoria. No entanto, um objeto cósmico significativo permanece desconhecido: uma brecha
Diferentemente de aberturas escuras, os buracos de minhoca permanecem simplesmente teóricos. Supondo que existam, eles não foram detectados. No entanto, os físicos descobriram recentemente uma nova abordagem promissora para sua possível descoberta.
Antes que os astrônomos percebessem quaisquer indícios de tais regiões, a relatividade geral previu que os buracos negros seriam objetos extremamente massivos tão compactados que criam uma região do espaço com uma gravidade tão forte que nada pode escapar deles, nem mesmo a luz. A relatividade geral também previu ondas minúsculas no espaço-tempo feitas pela aceleração de objetos de massa, que atualmente chamamos de “ondas gravitacionais” e podemos identificar com tremendos e excepcionalmente delicados interferômetros a laser.
O poder prognóstico de Einstein também previu que objetos de grande massa que distorcem o espaço-tempo também curvariam a luz, às vezes ampliando-a ou até mesmo fazendo objetos distantes únicos aparecerem em vários pontos do espaço. Essa ampliação da luz, também conhecida como “microlente” ou “lente gravitacional”, agora é usada pelos astrônomos para localizar objetos distantes, como galáxias do início do universo.
Os resultados das soluções das equações do campo da relatividade geral sugerem que eventos semelhantes a buracos negros podem ocorrer nas entradas e saídas de “túneis” ou “pontes” que podem ligar duas regiões distantes do espaço.
Essas passagens através do espaço e possivelmente até do tempo, que são tecnicamente chamadas de “ponte Einstein-Rosen”, são mais comumente chamadas de buracos de minhoca. Com possibilidades cativantes para os pesquisadores, os buracos de minhoca podem oferecer a chance de cruzar regiões tremendamente isoladas do universo com sucesso, mais rápido do que a luz poderia passar entre esses lugares.
Para imaginar isso, visualize todo o espaço como um pedaço de papel nivelado dobrado como um assento. A viagem espacial convencional se assemelha a atravessar a superfície de uma folha de papel de um ponto a outro. Um buraco de minhoca de massa negativa causado pela chamada matéria exótica seria como empurrar um canudo de metal através de um papel para conectar a metade superior à inferior.
Os buracos de minhoca poderiam permitir a viagem de um lado do universo para o outro sem atravessar a distância física através do espaço entre esses pontos, assim como o canudo permitiria viajar de um lado do papel para o outro sem atravessar a superfície.
Se os buracos de minhoca existirem, dizem os físicos, eles seriam tão massivos que, como os buracos negros, teriam um efeito de “lente gravitacional” que dobra a luz, o que poderia ser uma maneira de vê-los. Os astrônomos enfrentam um desafio em distinguir entre lentes gravitacionais causadas por buracos de minhoca e lentes gravitacionais causadas por buracos negros.
Lei-Hua Liu, físico da Universidade Jishou na China e principal autor do trabalho de pesquisa publicado na Physical Review D, disse à Popular Mechanics: “As observações de buracos de minhoca são muito difíceis porque as técnicas atuais não conseguem distinguir entre os efeitos de lente de buracos negros e buracos de minhoca.” Para ser mais específico, as observações de buracos de minhoca e buracos negros seriam quase idênticas. Essas coisas são muito parecidas.”
Lei-Hua liderou um grupo de cientistas chineses que criaram um modelo de um buraco de minhoca esférico eletricamente carregado e estudaram como isso afetava o universo ao seu redor. Os efeitos de lente gravitacional na luz poderiam ser usados para detectar buracos de minhoca, de acordo com este modelo, e o efeito seria diferente entre buracos de minhoca e buracos negros.
De acordo com os cálculos da equipe, os buracos de minhoca podem ampliar a luz em impressionantes 100.000 vezes, o que é um efeito de lente gravitacional significativamente maior do que o encontrado em torno dos buracos negros. Além disso, a equipe descobriu uma característica do efeito de lente que falta nos buracos de minhoca nos buracos negros. Além disso, entender como distinguir buracos de minhoca de buracos negros e finalmente localizá-los pode depender desses aspectos.
De acordo com Lei-Hua, “usamos os efeitos da relatividade geral das lentes gravitacionais para explorar os efeitos observacionais dos buracos de minhoca”. Nossa pesquisa demonstrou que a curvatura da luz por um buraco de minhoca resultará em um aumento de 100.000 vezes na ampliação das imagens de fundo.”
Ao traçar a forma dessa ampliação, Lei-Hua explicou que os astrônomos poderiam não apenas localizar buracos de minhoca, mas também diferenciar esses túneis através do espaço-tempo de suas contrapartes na relatividade geral.
“Haverá dois picos para a amplificação causada por buracos de minhoca, um pináculo alto e um pináculo delicado”, diz Lei-Hua. “Quando plotado, há apenas um pico para o valor máximo de ampliação causada por buracos negros.
No entanto, a equipe descobriu outros fatores de lente gravitacional que poderiam diferenciar buracos de minhoca de buracos negros, incluindo o fator de ampliação massiva e sua forma quando plotados.
Quando a luz de uma fonte de fundo, como uma galáxia, passa perto de um objeto de lente forte, como um buraco negro, ela freqüentemente segue uma rota diferente. A luz que passa mais perto da lente é desviada com mais força, enquanto alguma luz é apenas ligeiramente lenteada. Conseqüentemente, em uma única imagem, a luz do objeto de fundo aparece para um observador em vários momentos e, portanto, em vários pontos.
Lei-Hua disse que os cálculos da equipe sobre como os buracos de minhoca dobram a luz e causam lentes gravitacionais também mostraram que esses túneis espaciais devem produzir imagens triplas repetidas de fontes de luz de fundo. Além disso, características distintivas que apontam para suas origens aparecerão nessas imagens triplicadas.
Lei-Hua afirma: “Haverá três imagens depois que o buraco de minhoca dobrar a luz, uma das quais será muito brilhante e as outras duas serão muito mais fracas em comparação”.
Obviamente, afirmar a hipótese apresentada por Lei-Hua e o grupo significaria perceber mais ocasiões de lentes gravitacionais no universo e perseguir os destaques que eles propõem serem característicos dos buracos de minhoca.
“Poderíamos comparar essas observações com nossos cálculos teóricos se pudermos observar mais eventos de microlentes em um futuro próximo e fazer um gráfico mais preciso da ampliação que eles causam”, afirma Lei-Hua.
Além disso, a equipe pretende procurar características adicionais específicas de buracos de minhoca na lente gravitacional da luz.
De acordo com Lei-Hua, “em geral, nossa pesquisa visa fornecer algumas possibilidades para distinguir buracos de minhoca de buracos negros”. De certa forma, podemos finalmente testar a existência de buracos de minhoca fazendo isso.
