Explicando os Buracos de Minhoca - Quebrando o espaço/tempo | Kurzgesagt

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Se você visse um buraco de minhoca de verdade,

ele seria redondo, esférico, parecido com um buraco negro.

Luz do outro lado atravessa e lhe dá uma janela para um lugar distante.

Uma vez atravessada, o outro lado se torna totalmente

visível e sua casa terá se reduzido a uma cintilante janela esférica.

Mas buracos de minhoca são reais,

ou são apenas mágica disfarçada de física e matemática?

Se são reais, como funcionam e onde podemos encontrá-los?

Pela maior parte da história humana

acreditávamos que o espaço fosse bem simples: um grande palco plano,

onde os eventos do universo se desdobravam.

Mesmo se você tirar os planetas e as estrelas, ainda vai restar algo.

Esse palco vazio é o espaço e ele existe,

imutável e eterno.

A Teoria da Relatividade de Einstein mudou isso.

Ela diz que o espaço e o tempo criam esse palco juntos e não são iguais em todos os lugares.

As coisas no palco afetam o próprio palco, esticando-o e entortando-o.

Se o palco antigo era como uma madeira rígida, o palco de Einstein é mais como um colchão de água.

Esse tipo de espaço elástico pode ser dobrado e talvez até rasgado e colado de novo,

o que poderia tornar buracos de minhoca possíveis.

Vamos ver como isso pareceria em 2D.

Nosso universo é como uma grande folha plana.

Dobrada de forma correta,

os buracos de minhoca poderiam conectar pontos muito distantes com uma pequena ponte

que você poderia cruzar quase instantaneamente,

permitindo que você viaje pelo universo até mais rápido que a velocidade da luz.

Então, onde podemos achar um buraco de de minhoca?

No momento, apenas no papel.

A Relatividade Geral diz que eles podem ser possíveis,

mas isso não significa que eles tenham de existir.

A Relatividade Geral é uma teoria matemática.

Um conjunto de equações que tem muitas respostas possíveis,

mas nem toda matemática descreve a realidade.

Mas eles são teoricamente possíveis e existem tipos diferentes.

Ponte de Einstein-Rose

O primeiro tipo de buraco de minhoca a ser teorizado foi a Ponte de Einstein-Rosen.

Eles descrevem todo buraco negro como um tipo de portal para um universo paralelo infinito.

Vamos tentar imaginá-los em 2D de novo.

Espaço-tempo vazio é plano,

mas curvado por objetos em cima dele.

Se comprimirmos esse objeto, o espaço-tempo fica mais curvo em volta dele.

Eventualmente, o espaço-tempo estará tão deformado

que não terá escolha além de colapsar em um buraco negro.

Uma barreira só de ida se forma: o horizonte de eventos, onde qualquer coisa pode entrar,

mas nada consegue escapar,

presos pra sempre no núcleo da singularidade.

Mas talvez não exista uma singularidade aqui.

Uma possibilidade é que o outro lado do horizonte de eventos se pareça um pouco com o nosso universo,

mas espelhado de cima para baixo, onde o tempo corre de trás pra frente.

Em nosso universo as coisas caem no buraco negro.

No universo paralelo com tempo contrário, o buraco negro espelho está cuspindo coisas

um pouco parecido com um Big Bang.

Isso é chamado de Buraco Branco.

Infelizmente, pontes Einstein-Rosen não podem ser realmente cruzadas.

É preciso um quantidade infinita de tempo pra passar pro outro universo

e elas são fechadas no meio.

Se você entrar num buraco negro, o que vai sair do buraco branco não vai ser você.

Você só vai morrer mesmo.

Então, pra viajar pelo Cosmos num piscar de olhos, os humanos

precisam de um tipo diferente de buraco de minhoca, um

buraco de minhoca atravessável.

Buraco de minhoca da muito antiga Teoria das Cordas.

Se a teoria das cordas, ou uma das suas variações for a descrição correta do nosso universo

poderíamos ser sortudos e nosso universo poderia até já ter uma teia de incontáveis buracos de minhoca.

Logo depois do Big Bang

flutuações quânticas no universo nas menores escalas,

bem, bem menores que um átomo

podem ter criado muitos, muitos buracos de minhoca atravessáveis.

Costurados através deles, há cordas, chamadas cordas cósmicas.

Nos primeiros bilionésimos de trilionésimos de segundo depois do Big Bang,

as entradas desses minúsculos buracos de minhoca

foram levadas anos-luz uns dos outros

espalhando-os pelo universo.

Se buracos de minhoca foram criados no universo primitivo

seja com cordas cósmicas, ou de alguma outra maneira,

eles poderiam estar em toda parte, só esperando pra serem descobertos.

Pode até existir um mais perto do que imaginamos.

Olhando por fora, buracos negros e buracos de minhoca podem ser muito parecidos,

levando alguns físicos a sugerirem que buracos negros supermassivos no centro de galáxias

sejam na verdade, buracos de minhoca.

Seria muito difícil de ir até o centro da Via Láctea pra ver se é verdade, mas tudo bem.

Pode existir uma forma igualmente difícil de botar nossas mãos num buraco de minhoca.

Podemos tentar fazer um.

Buracos de minhoca feitos por Humanos

Para ser atravessável e útil

há algumas propriedades que queremos nos buracos de minhoca.

Primeiro, ele precisa conectar duas partes distantes do espaço-tempo.

Como o seu quarto e o banheiro,

ou a Terra e Júpiter.

Segundo, ele não pode conter nenhum horizonte de eventos, pois isso iria bloquear a viagem de via dupla.

Terceiro, ele deve ter tamanho o suficiente para que as forças gravitacionais não matem viajantes humanos.

O maior problema que temos a resolver é manter nossos buracos de minhoca abertos.

Não importa como fazemos os buracos de minhoca, a gravidade tenta fechá-los.

Gravidade quer apertá-lo e cortar a ponte, deixando apenas buracos negros nas extremidades.

Quer seja um buraco de minhoca atravessável com as duas extremidades e o nosso,

ou um buraco de minhoca para outro universo,

ele vai tentar fechar a menos que tenhamos alguma coisa sustentando-o aberto.

Para os buracos de minhocas da antiga teoria das cordas, esse é o trabalho das cordas cósmicas.

Para buracos de minhoca feitos pelo homem, precisamos de um novo ingrediente:

Matéria Exótica.

Isto não é nada parecido com o que encontramos na Terra ou mesmo antimatéria,

é algo totalmente novo, diferente e animador, com propriedades malucas

como nada que já tenha sido visto antes.

Matéria exótica é algo que tem massa negativa.

Massa positiva,

como pessoas e planetas e tudo mais no universo é atraída por causa da gravidade.

Mas a massa negativa seria repulsiva, afastaria você.

isso vira uma espécie de dispositivo anti-gravidade que abre nossos buracos de minhoca.

E a matéria exótica deve exercer uma enorme pressão para que o espaço-tempo se abra mais,

mais pressão ainda que a encontrada nos centros de estrelas de nêutrons.

Com matéria exótica, poderíamos tecer o espaço-tempo da forma que quisermos.

Podemos até ter um candidato para essa matéria exótica: o vácuo do próprio espaço.

Flutuações quânticas no espaço vazio estão constantemente criando

pares de partículas e antipartículas,

só para serem aniquiladas no instante seguinte.

O vácuo do espaço está fervendo com eles e já podemos manipulá-los

para produzir um efeito semelhante à massa negativa

que estamos procurando.

Nós poderíamos usar isso para estabilizar nossos buracos de minhoca.

Uma vez que o mantermos abertos, as pontas começariam juntas.

Então poderíamos movê-los para lugares interessantes.

Poderíamos começar conectando o Sistema Solar; deixando uma extremidade

de cada buraco de minhoca em órbita ao redor da Terra.

Nós espalharíamos os outros no espaço profundo.

A Terra poderia ser um centro de buracos de minhoca para

uma vasta civilização interestelar humana espalhada por anos-luz,

mas a apenas um buraco de minhoca de distância.

No entanto buracos de minhoca têm um lado negro:

mesmo abrir um único buraco de minhoca quebraria o universo de maneiras fundamentais,

potencialmente criando paradoxos de viagem no tempo

e violando a estrutura causal do universo.

Muitos cientistas pensam que isso não significa apenas que deve

ser impossível criá-los,

mas que é impossível existirem.

Então, por enquanto, só sabemos que os buracos de minhoca existem em nossos corações

e no papel na forma de equações.

Nós sabemos que você quer saber mais sobre coisas do universo,

então, estamos tentando algo novo:

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