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Buracos de minhoca estáveis podem existir, se a Teoria das Cordas estiver certa

Por| Editado por Rafael Rigues | 12 de Abril de 2022 às 09h07

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Federico.ciccarese/Wikimedia Commons/Allen Dressen
Federico.ciccarese/Wikimedia Commons/Allen Dressen

Se buracos de minhoca existirem, eles podem ser uma evidência para a existência de outra hipótese ainda não comprovada pelos cientistas: as múltiplas dimensões da Teoria das Cordas, conhecidas como branas. É que, segundo um novo estudo, as branas podem ser o ingrediente que faltava para a formação de buracos de minhoca universo afora.

Em teoria, buracos de minhoca são pontes no espaço-tempo, servindo de atalho entre dois locais distantes no universo (ou aumentando ainda mais a distância, mas geralmente prefere-se a primeira opção). Eles são possíveis na Teoria da Relatividade Geral, mas, para se manterem estáveis, precisariam de algo conhecido como “matéria exótica”, ou desapareceriam em uma fração de segundo.

Isso não descarta a possibilidade de buracos de minhoca existirem — ao menos por alguns milésimos de segundos. Entretanto, os cientistas ainda não encontraram um modo de comprovar que algum deles já surgiu durante a história do universo. Sem a matéria exótica mantendo o fenômeno por mais tempo, talvez nunca os encontraremos.

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Essa matéria exótica seria algo realmente estranho. Ela teria energia-massa negativa, e isso violaria as condições de energia da Relatividade Geral, que afirmam que todos devem experimentar energia positiva praticamente em todos os lugares que se possa ir.

Portanto, se você um dia tiver a oportunidade de entrar em um buraco de minhoca e não tiver um pouco de “matéria exótica” na mochila, saiba que o túnel se desintegrará antes que você possa chegar do outro lado. Por outro lado, pode ser que a Teoria das Cordas esteja correta e possamos ter buracos de minhocas estáveis sem matéria exótica.

A Teoria das Cordas propõe a existência de 11 branas, membranas relativamente finas que existem sobrepostas no espaço-tempo. Essas dimensões são uma tentativa de explicar a gravidade na física quântica, mas também oferecem oportunidades para explorar a natureza de outros problemas matemáticos, como os buracos de minhoca.

O novo artigo, publicado em arquivo de pré-impressão no arXiv, foi o resultado do estudo de uma equipe indiana. Nele, os físicos tentam descobrir se um buraco de minhoca poderia ser construído no modelo "braneworld" proposto pelos físicos Lisa Randall e Raman Sundrum em 1999.

Eles descobriram que os buracos de minhocas não só seriam estáveis e transitáveis neste modelo, como também não seria necessário usar nenhuma matéria exótica. Isso ainda viola as condições de energia da Relatividade Geral, mas a equipe argumenta que a própria natureza da gravidade nas branas superiores naturalmente daria origem a essas violações.

Abaixo, você vê como seriam as projeções de algumas dessas dimensões superiores em minúsculos pontos das três dimensões espaciais que conhecemos.

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Assim, uma vez que essas condições são quebradas, os buracos de minhoca se tornam uma consequência natural. Por fim, os físicos concluem que se um dia observarmos ou criarmos um buraco de minhoca, isso poderia indicar que as multi-dimensões da Teoria das Cordas de fato existem.

Pode ser que ainda leve algum tempo para que essas ideias possam ser testadas, ou que todas elas sejam descartadas um dia. Mas estudos sobre problemas matemáticos como este podem permitir que novas descobertas sobre a natureza fundamental do universo sejam feitas no futuro.

Fonte: arXiv; via: Space.com