Buraco branco: história, teoria e como é formada

Um buraco branco é um objeto astronômico hipotético que representa o oposto de um buraco negro. Enquanto um buraco negro possui uma atração gravitacional tão intensa que nada, nem mesmo a luz, consegue escapar de seu horizonte de eventos, um buraco branco seria um ponto de onde a matéria e a luz nunca poderiam entrar, apenas sair. A existência de buracos brancos é puramente teórica e ainda não foi comprovada pela ciência. Neste artigo, exploraremos a história por trás da teoria dos buracos brancos, discutiremos as principais ideias por trás de sua formação e examinaremos o papel que eles poderiam desempenhar no universo.

Origem da teoria do buraco: descubra quem foi o responsável por essa explicação.

A teoria do buraco negro foi proposta pela primeira vez pelo físico alemão Karl Schwarzschild em 1916, como uma solução para as equações de campo de Einstein. Schwarzschild foi responsável por desenvolver um modelo matemático que descreve a estrutura de um objeto massivo com um campo gravitacional extremamente forte, que seria capaz de capturar até mesmo a luz.

Essa ideia revolucionária abriu caminho para estudos mais aprofundados sobre os buracos negros e suas propriedades únicas. A partir da teoria de Schwarzschild, outros cientistas como Albert Einstein, Stephen Hawking e Roger Penrose contribuíram significativamente para o entendimento dos buracos negros e sua influência no universo.

Os buracos negros são regiões do espaço-tempo onde a gravidade é tão intensa que nada, nem mesmo a luz, pode escapar de sua atração. Esses objetos cósmicos intrigantes são formados a partir do colapso de estrelas massivas, que comprimem toda a sua massa em um ponto infinitamente denso, conhecido como singularidade.

Além dos buracos negros, existe também uma outra entidade teórica chamada de buraco branco. Enquanto os buracos negros absorvem toda a matéria e energia ao seu redor, os buracos brancos seriam o oposto, emitindo matéria e energia de forma contínua.

Apesar de ainda não ter sido observado diretamente, o buraco branco é uma consequência da teoria da relatividade geral de Einstein e tem sido objeto de estudo e especulação por parte dos físicos teóricos. A existência dos buracos brancos levanta questões fascinantes sobre a natureza do espaço-tempo e a possibilidade de fenômenos ainda desconhecidos no universo.

A autoria da teoria do buraco de minhoca: descubra quem a criou.

A teoria do buraco de minhoca foi proposta por Albert Einstein e Nathan Rosen em 1935. Essa teoria revolucionária surgiu a partir das equações da relatividade geral de Einstein, que descrevem a forma como a gravidade funciona no universo.

De acordo com a teoria, um buraco de minhoca é uma ponte hipotética entre dois pontos diferentes no espaço-tempo. Essa ideia de “atalho” cósmico capturou a imaginação de muitos cientistas e entusiastas da ficção científica ao longo dos anos.

Embora ainda não tenham sido observados experimentalmente, os buracos de minhoca continuam a ser objeto de estudo e especulação na comunidade científica. A possibilidade de viajar através desses túneis espaciais intrigou gerações de cientistas e curiosos.

Em resumo, a autoria da teoria do buraco de minhoca é atribuída a Albert Einstein e Nathan Rosen, dois dos maiores nomes da física do século XX.

Existe a possibilidade de um objeto oposto a um buraco negro?

Os buracos negros são um dos fenômenos mais fascinantes do universo, sendo conhecidos por sua intensa gravidade que suga tudo ao seu redor, inclusive a luz. Mas será que existe um objeto oposto a um buraco negro? A teoria dos buracos brancos sugere que sim.

Os buracos brancos são hipotéticos corpos celestes que, ao invés de absorver matéria, emitiriam matéria e energia de forma explosiva. Segundo a teoria, os buracos brancos seriam o oposto dos buracos negros, expulsando tudo o que é sugado por estes últimos.

Apesar de ainda não termos evidências concretas da existência de buracos brancos, eles são uma interessante especulação teórica que desafia nossa compreensão do universo. A formação de um buraco branco seria decorrente de um processo inverso ao colapso gravitacional que origina um buraco negro, resultando em uma região do espaço-tempo onde a matéria é continuamente expelida.

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Em resumo, a teoria dos buracos brancos apresenta a possibilidade de um objeto oposto aos buracos negros, emitindo matéria e energia em vez de absorvê-las. Embora ainda não tenhamos evidências concretas de sua existência, os buracos brancos são uma fascinante especulação que amplia nosso entendimento do cosmos.

Formação dos buracos de minhoca: entenda o processo de criação dessas passagens misteriosas.

Os buracos de minhoca são fenômenos fascinantes que intrigam cientistas e entusiastas da ficção científica há décadas. Essas passagens misteriosas no espaço-tempo são teorizadas como sendo possíveis conexões entre dois pontos distantes no universo, permitindo viagens instantâneas de um lugar para outro.

De acordo com a teoria, os buracos de minhoca são formados por distorções no espaço-tempo causadas por uma grande quantidade de energia. Essa energia poderia ser gerada por matéria exótica de densidade negativa, que possui propriedades capazes de curvar o espaço-tempo de maneira incomum.

Para que um buraco de minhoca seja criado, seria necessário manipular essa matéria exótica de forma controlada, criando uma espécie de “túnel” que conecta dois pontos distantes. Porém, até o momento, não temos evidências concretas da existência de buracos de minhoca na natureza.

Apesar de ser um conceito ainda muito teórico, a ideia de buracos de minhoca tem inspirado inúmeras obras de ficção científica, alimentando a imaginação de muitos sobre as possibilidades de viagens interestelares. Se um dia conseguirmos compreender e dominar a tecnologia necessária para criar e utilizar buracos de minhoca, abriríamos as portas para a exploração de novos mundos e galáxias.

Buraco branco: história, teoria e como é formada

O buraco branco é uma singularidade do espaço – tempo, pertencente às soluções exatas das equações da relatividade geral.Essas singularidades possuem o que é chamado de horizonte de eventos . Isso significa a presença de uma barreira, que em um buraco branco nada pode passar do lado de fora. Teoricamente, um buraco branco é uma singularidade que remonta ao passado.

No momento ninguém foi capaz de observar nenhum. Mas devemos a existência ao mais especial de todos: o Big Bang de 13,8 bilhões de anos atrás pode ser considerado um evento causado por um buraco branco supermassivo.

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Uma grande massa como um planeta pode deformar o espaço-tempo. Fonte: Mysid [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

A teoria da relatividade geral considera que o espaço-tempo pode ser deformado pelo efeito da aceleração ou pela presença de objetos maciços.Essa é a mesma teoria que previa a existência de buracos negros, dos quais os buracos brancos seriam a contrapartida. Portanto, sua existência é considerada igualmente possível.

Agora, para formar a singularidade espaço-temporal, é necessário algum mecanismo físico. No caso dos buracos negros, sabe-se que a causa é o colapso gravitacional de uma estrela supermassiva.

Mas o mecanismo físico que poderia formar uma singularidade do tipo buraco branco ainda não é conhecido. Embora, é claro, os candidatos tenham surgido para explicar seu possível treinamento, como será visto em breve.

Diferenças entre buracos negros e buracos brancos

Muitos dos buracos negros conhecidos são os remanescentes de uma estrela supergigante que sofreu um colapso interno.

Quando isso acontece, as forças gravitacionais aumentam a tal ponto que nada que chega perto pode escapar de sua influência, nem mesmo a luz.

É por isso que os buracos negros são capazes de engolir tudo o que cai neles. Pelo contrário, nada poderia entrar em um buraco branco, tudo seria rejeitado ou repelido a partir dele.

A existência de tal objeto é possível? Afinal, os buracos negros permaneceram muito tempo como uma solução matemática para as equações de campo de Einstein, até serem detectados graças aos efeitos gravitacionais e de radiação que causam em seu ambiente e a serem fotografados recentemente.

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Em vez disso, os buracos brancos ainda estão escondidos dos cosmólogos, se eles realmente existem.

História de sua descoberta

A teoria da existência de buracos brancos foi baseada nos trabalhos de Karl Schwarzschild (1873-1916), físico alemão e o primeiro a encontrar uma solução exata para as equações de campo relativístico de Albert Einstein.

Para isso, ele desenvolveu um modelo com simetria esférica cujas soluções têm singularidades únicas, que são precisamente os buracos negros e suas contrapartes brancas.

O trabalho de Schwarzschild não era exatamente popular, talvez porque foi publicado durante a Primeira Guerra Mundial . Tivemos que esperar alguns anos para que dois físicos o retomassem de forma independente na década de 1960.

Em 1965, os matemáticos Igor Novikov e Yuval Ne’eman analisaram as soluções de Schwarzschild, mas usando um sistema de coordenadas diferente.

Naquela época, o termo buraco branco ainda não havia sido cunhado. De fato, eles eram conhecidos como “núcleos atrasados” e eram considerados instáveis.

No entanto, sendo a contrapartida dos buracos negros, os pesquisadores tentaram encontrar um objeto físico cuja natureza fosse compatível com a prevista para os buracos brancos.

Quasares e buracos brancos

Os pesquisadores pensaram ter encontrado nos quasares, os objetos mais brilhantes do universo. Eles emitem um fluxo intenso de radiação detectável por radiotelescópios, exatamente como um buraco branco deveria.

No entanto, a energia dos quasares foi finalmente dada uma explicação mais viável, relacionada aos buracos negros no centro das galáxias. E assim, os buracos brancos foram novamente como entidades matemáticas abstratas.

Assim, mesmo sendo conhecidos, os buracos brancos receberam muito menos atenção do que os buracos negros. Isso não é apenas porque eles são instáveis, o que questiona sua existência real, mas porque não há hipóteses razoáveis ​​sobre sua possível origem.

Pelo contrário, os buracos negros surgem do colapso gravitacional das estrelas, um fenômeno físico que foi bem documentado.

Possível descoberta de um buraco branco

Há pesquisadores convencidos de que finalmente detectaram um buraco branco em um fenômeno chamado GRB 060614, ocorrido em 2006. Esse fenômeno foi proposto como a primeira aparência documentada de um buraco branco.

O GRB 060614 foi uma explosão de raios gama detectada pelo Observatório Neil Gehrels Swift em 14 de junho de 2006, com propriedades peculiares. Ele desafiou um consenso científico anteriormente realizado sobre as origens de explosões de raios gama e buracos negros.

O Big Bang, que alguns acreditam ser um buraco branco supermassivo, por sua vez, poderia ter sido o resultado de um buraco negro supermassivo, no coração de uma galáxia desconhecida localizada em nosso universo pai.

Uma das dificuldades em observar um buraco branco é que toda a matéria é expelida dele em um único pulso. Portanto, o buraco branco carece da continuidade necessária para ser observado, mas os buracos negros têm persistência suficiente para serem vistos.

Teoria

Einstein postula que a massa, o tempo e o comprimento dependem muito da velocidade do sistema de referência em que estão sendo medidos.

Além disso, o tempo é considerado como mais uma variável, com o mesmo significado que as variáveis ​​espaciais. Assim, o espaço-tempo é referido como uma entidade na qual qualquer evento e todos os eventos ocorrem.

A matéria interage com o tecido do espaço-tempo e o modifica. Einstein descreve como isso acontece com um conjunto de 10 equações de tensor, conhecidas como equações de campo.

Alguns conceitos importantes na teoria da relatividade

Os tensores são entidades matemáticas que permitem -nos a considerar a variável temporária no mesmo nível de variáveis espaciais. Vetores conhecidos como força, velocidade e aceleração fazem parte desse conjunto expandido de entidades matemáticas.

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O aspecto matemático das equações de Einstein também envolve conceitos como métricas , que é a distância no espaço e no tempo que separa dois eventos infinitesimalmente próximos.

Dois pontos no espaço-tempo fazem parte de uma curva chamada geodésica . Esses pontos estão ligados a uma distância espaço-temporal. Essa representação do espaço temporal é observada na figura a seguir:

Buraco branco: história, teoria e como é formada 2

A forma do cone é determinada pela velocidade da luz c , que é uma constante em todos os sistemas de referência. Todos os eventos devem ocorrer dentro dos cones. Se houver eventos fora deles, não há como saber, porque as informações devem viajar mais rápido que a luz para serem percebidas.

As equações de campo de Einstein admitem uma solução com duas singularidades em uma região vazia (ou seja, sem massa). Uma dessas singularidades é um buraco negro e a outra é um buraco branco.Para ambos, existe um horizonte de eventos, que é uma borda esférica de raio finito que envolve a singularidade.

No caso de buracos negros, nada, nem mesmo luz, pode deixar essa região. E em buracos brancos, o horizonte de eventos é uma barreira que nada pode passar do lado de fora.A solução do buraco negro no vácuo está no cone de luz do futuro, enquanto a solução do buraco branco está na região do passado do cone de luz.

As soluções das equações de Einstein que compreendem um buraco negro real requerem a presença de matéria e, nesse caso, a solução que contém o buraco branco desaparece. Portanto, conclui-se que, como uma solução matemática, na teoria de soluções singulares sem matéria, existem buracos brancos. Mas esse não é o caso quando a matéria é incluída nas equações de Einstein.

Como se forma um buraco branco?

Em 2014, o físico teórico Carlo Rovelli e sua equipe na Universidade de Aix-Marselha, na França, propuseram que os buracos brancos podem surgir da morte de um buraco negro.

Já na década de 70, o especialista máximo em buracos negros, Stephen Hawking, calculou que um buraco negro perde massa através da emissão de radiação de Hawking.

Os cálculos de Rovelli e sua equipe indicam que essa contração devido à perda de radiação de um buraco negro pode, em sua fase final, produzir uma recuperação que causa um buraco branco.

Mas os cálculos de Rovelli também indicam que, no caso de um buraco negro com massa igual à do Sol, a idade atual do Universo seria necessária aproximadamente quatro vezes mais para formar um buraco branco.

Buracos brancos e matéria escura

Um segundo após o Big Bang, flutuações na densidade de um Universo em rápida expansão poderiam produzir buracos negros primordiais (sem a necessidade de colapso estelar).

Esses buracos negros primordiais são muito menores que os de origem estelar e podem evaporar até a morte para dar lugar a um buraco branco em um período da vida do Universo.

Buracos microscópicos brancos podem ser muito grandes. Por exemplo, um do tamanho de um grão de poeira pode ter massa maior que a Lua.

Até a equipe de Rovelli sugere que esses buracos brancos microscópicos podem explicar a matéria escura, outro dos mistérios cosmológicos mais importantes.

Buracos brancos microscópicos não emitem radiação; e por serem menores que um comprimento de onda, eles se tornam invisíveis. Esse pode ser outro motivo que explicaria por que eles ainda não foram detectados.

Referências

  1. Battersby, S. 2010. Os buracos negros eternos são o último cósmico seguro. Recuperado de: newscientist.com.
  2. Choi, C. 2018. Buracos brancos podem ser o ingrediente secreto da misteriosa matéria escura. Recuperado de: space.com.
  3. Fraser, C. 2015. O que são buracos brancos? Recuperado de: phys.org.
  4. Mestres, Karen. 2015. O que é um buraco branco? Recuperado de curious.astro.cornell.edu
  5. Wikiwand Buraco branco. Recuperado de: wikiwand.com

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