sábado, 11 de janeiro de 2014

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Buraco de Minhoca | A Teoria do Buraco de Minhoca

Um buraco de minhoca é uma passagem teórica através do espaço-tempo que pode criar atalhos para viagens longas em todo o universo. Buracos de minhoca são previstas pela teoria da relatividade geral. Mas com a ressalva que, buracos trazem com eles os perigos do colapso repentino, alta radiação e contato perigoso com a matéria exótica.

A Teoria dos Buracos de Minhoca


Buraco de Minhoca - Buracos de Minhoca




Em 1935, os físicos Albert Einstein e Nathan Rosen usaram a teoria da relatividade geral de propor a existência de “pontes”, através do espaço-tempo. Esses caminhos, chamado de Einstein-Rosen pontes ou buracos de minhoca, ligar dois pontos diferentes no espaço-tempo, teoricamente, criar um atalho que poderia reduzir o tempo de viagem e distância.
O conceito básico de uma fenda intra-universo é que, em uma região do espaço-tempo compacta cujo limite é topologicamente trivial, mas cujo interior não é simplesmente ligado. Formalizar esta idéia leva a definições tais como a seguinte, tiradas de buracos de minhoca lorentzianas de Matt Visser.
Se um espaço-tempo de Minkowski contém uma região \Omega compacta, e se a topologia de \Omega é de forma \Omega\sim{R}\times\sum, onde \sum é tridimensional na topologia não trivial, onde o limite ou fronteira tem a forma de topologia \partial\sum \sim {S}_{2} e se, além disso, as hiper superfícies \sum são todas tipo espacial, então a região \Omega contém um buraco de minhoca quase permanente intra-universo.
Buracos de Minhoca possuem duas bocas, com uma garganta de ligação entre elas. As bocas do buraco de minhoca provavelmente seriam esferoidais ou seja como um tubo. A garganta pode ser uma extensão reta, mas também pode enrolar em volta, tendo um caminho mais longo do que um percurso mais convencional pode exigir.

Teoria geral da relatividade de Einstein prediz matematicamente a existência de buracos de minhoca, mas nenhum foi descoberto até o momento. Um buraco negro de massa negativo pode ser visto pela forma como sua gravidade afeta a luz que passa.
Certas soluções da relatividade geral permitem a existência de buracos onde a boca de cada um é um buraco negro. No entanto, um buraco negro que ocorre naturalmente, formado pelo colapso e supernova de uma estrela, não é por si só suficiente para criar um buraco de minhoca.

Através do buraco de minhoca

A ficção científica está repleta de contos de viajar através de buracos de minhoca. Mas a realidade de uma viagem como essa é mais complicada, e não apenas porque ainda temos de identificar um.

O primeiro problema é o tamanho. Buracos negros primordiais são previstos para existir em níveis microscópicos, cerca de 10-33 centímetros. No entanto, como o universo se expande, é possível que alguns podem ter sidos esticado para tamanhos maiores.
Outro problema vem da estabilidade. A previsão do buraco de minhoca de Einstein-Rosen seria inútil para o curso porque eles entrariam em colapso rapidamente. Mas a pesquisa mais recente descobriu que um buraco de minhoca contendo matéria “exótica” poderia permanecer aberto e imutável por longos períodos de tempo.
Matéria exótica, que não deve ser confundida com a matéria escura ou antimatéria, e contém densidade de energia negativa e uma grande pressão negativa. Tal matéria só foi visto no comportamento de certos estados de vácuo como parte da teoria quântica de campos.
Se uma fenda contida de matéria exótica suficiente, quer ocorrendo naturalmente ou artificialmente, pode, teoricamente, ser utilizada como um método de envio de informação ou os viajantes através do espaço.
Buracos de minhoca não só podem conectar duas regiões distintas dentro do universo, eles também poderiam conectar dois universos diferentes. Da mesma forma, alguns cientistas especulam que, se uma boca de um buraco de minhoca é movida de uma forma específica, que poderia permitir a viagem no tempo. No entanto, o cosmólogo britânico Stephen Hawking afirmou que tal uso não é possível.
Embora a adição de matéria exótica a uma fenda que pode estabilizar a tal ponto que os passageiros humanos possam viajar em segurança através dela, há ainda a possibilidade de que a adição de matéria “normal” pode ser suficiente para desestabilizar o portal.
A tecnologia de hoje é insuficiente para aumentar ou estabilizar um buraco de minhoca, mesmo que eles pudessem ser encontrados. No entanto, os cientistas continuam a explorar o conceito como um método de viagens espaciais, com a esperança de que a tecnologia acabará por ser capaz de utilizá-los.

Métrica do Buraco de Minhoca

Teorias métricas de um buraco de minhoca descrevem a geometria do espaço-tempo de um buraco de minhoca a servir como modelos teóricos para a viagem no tempo. Um exemplo de uma (atravessável) fenda métrica é o seguinte:
ds^2= - c^2 dt^2 + dl^2 + (k^2 + l^2)(d \theta^2 + \sin^2 \theta \, d\phi^2)
Um tipo métrico não-atravessável de um buraco de minhoca é a solução de Schwarzschild
ds^2= - c^2 \left(1 - \frac{2GM}{rc^2}\right)dt^2 + \frac{dr^2}{1 - \frac{2GM}{rc^2}} + r^2(d \theta^2 + \sin^2 \theta \, d\phi^2)