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jun 21

Poderão os Buracos Negros ter uma saída, afinal?

http://photojournal.jpl.nasa.gov/figures/PIA20058_fig1.jpg

Impressão artística de um buraco negro cercado por nuvens extremamente densas de gás e poeira cósmica. Créditos: NASA/JPL-Caltech

Um corpo físico será capaz de atravessar um buraco de verme 1, apesar das intensas forças de maré, de acordo com um estudo 2 de Rubiera-Garcia, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA 3), e seu time. Este resultado, publicado em 28 de abril de 2016 na revista científica Classical and Quantum Gravity, fundamenta-se no fato de se conservarem as interações entre as diferentes partes do corpo, as quais o mantêm coeso. O time foi convidado pelos editores da revista científica a escrever um artigo 4 sobre este tema, publicado online.

No seu trabalho anterior 5, os autores chegaram a descrições teóricas de buracos negros que não têm singularidade, esse ponto ínfimo e bizarro onde o espaço e o tempo terminam abruptamente. O que encontraram no centro de um buraco negro, e sem realmente estarem à procura disso, foi uma estrutura em buraco de verme de forma esférica e tamanho finito.

Diego Rubiera-Garcia (IA e Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa) comenta a forma como o time resolveu o problema da singularidade:

O que fizemos foi reconsiderar uma questão fundamental na relação entre gravidade e a estrutura subjacente do espaço-tempo. Em termos práticos, deixamos cair um pressuposto que é válido na relatividade geral, mas não existe razão a priori para ser válido em extensões desta teoria.

Uma vez que a estrutura em buraco de verme de tamanho finito, pelo qual espaço e tempo atravessam o buraco negro e continuam até outra parte do Universo, os autores se questionaram então sobre o destino de um objeto físico que se aventurasse em direção a ele. Perguntaram-se se uma cadeira, um cientista ou uma nave espacial conseguiriam suportar o campo gravitacional intenso e manter a sua integridade através da viagem e também qual seria a extensão dos danos.

Neste estudo, um corpo físico a aproximar-se de um buraco negro é analisado como um agregado de pontos interligados por interações físicas ou químicas que o mantêm inteiro.

http://www.iastro.pt/news/news.html?ID=40

Diego Rubiera Garcia

Rubiera-Garcia explicou:

Cada partícula do observador segue uma linha geodésica 6 determinada pelo campo gravitacional. Cada geodésica sente uma força gravitacional ligeiramente diferente, mas as interações entre os constituintes do corpo poderão ainda assim sustentar esse corpo.

A teoria da relatividade geral prevê que um corpo ao se aproximar de um buraco negro seja comprimido ao longo de um dos lados e esticado ao longo de outro. Como o raio do buraco de verme é finito, os autores demonstram que o corpo será comprimido apenas tanto quanto o tamanho do buraco de verme. Em vez de convergirem para uma separação infinitesimal, a chamada singularidade, as linhas geodésicas manter-se-ão afastadas de uma distância maior do que zero.

No seu trabalho, os autores mostram que é sempre finito o tempo que um raio de luz leva numa ida-e-volta entre duas partes do corpo. Daqui resulta que diferentes partes do corpo continuarão a estabelecer interações físicas ou químicas e, consequentemente, causa e efeito continuarão a aplicar-se ao longo de todo o trajeto através da garganta do buraco de verme.

É então possível imaginar forças finitas, não importa a intensidade que deverão ter, que conseguirão compensar o impacto do campo gravitacional, perto e dentro do buraco de verme, sobre um corpo físico a atravessá-lo. De acordo com este estudo, a passagem para outra região do Universo talvez venha a ser possível.

Francisco Lobo (IA e Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa), coordenador do grupo de Cosmologia no IA, comentou:

A intuição dos autores sobre os conceitos de singularidade no espaço-tempo e divergência de curvatura é representativa da investigação teórica fundamental que é levada a cabo no IA, além da Relatividade Geral de Einstein. Provavelmente, este trabalho será também importante para compreender as implicações destes difíceis conceitos para o destino do Universo em uma variedade de modelos cosmológicos.

Notas

  1. Um buraco de verme, do termo inglês wormhole, também conhecido como ponte Einstein-Rosen e proposto pela primeira vez em 1935, é um hipotético caminho mais curto ligando dois lugares muito afastados no espaço-tempo.
  2. O artigo “Impact of curvature divergences on physical observers in a wormhole space–time with horizons”, por G. J. Olmo, D. Rubiera-Garcia e A. Sanchez-Puente, foi publicado em 28 de abril de 2016 na revista científica Classical and Quantum Gravity, Volume 33, Número 11.
  3. Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é a maior unidade de investigação na área das Ciências do Espaço em Portugal, englobando a maioria da produção científica nacional na área. Foi avaliado como “Excelente” na última avaliação que a Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) encomendou à European Science Foundation (ESF).
  4. O artigo “Wormholes can fix black holes” foi publicado no website CQG+.
  5. Ver por exemplo “Geodesic completeness in a wormhole spacetime with horizons”, por G. J. Olmo, D. Rubiera-Garcia, e A. Sanchez-Puente, publicado em 26 de agosto de 2015 na revista científica Physical Review D, Volume 92, Número 4.
  6. Uma linha geodésica no espaço-tempo é o percurso no espaço e a história no tempo seguidos por uma partícula em queda livre.

Fonte

IA: Os Buracos Negros poderão afinal ter uma saída

Artigo Científico

IOP: Impact of curvature divergences on physical observers in a wormhole space–time with horizons

._._.

 CQG_33_11_115007-Impact-of-curvature-divergences-on-physical-observers-in-a-wormhole-space–time-with-horizons

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