Os Buracos Negros poderão afinal ter uma saída

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

No seu trabalho anterior, 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 a equipa 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, deixámos cair um pressuposto que é válido na relatividade geral, mas não existe razão a priori para ser válido em extensões desta teoria.”

Em face da 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 questionaram-se 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.

“Cada partícula do observador segue uma linha geodésica 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”, disse Rubiera-Garcia.

A teoria da relatividade geral prevê que um corpo ao aproximar-se 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, comenta: “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, indo para além da Relatividade Geral de Einstein. Provavelmente, este trabalho será também importante para compreender as implicações destes difíceis conceitos para o destino do Universo numa variedade de modelos cosmológicos.”