Grande mistério cosmológico pode ser resolvido por buracos de minhoca, argumenta novo estudo
Microscópico buracos de minhoca pode estar impulsionando a expansão acelerada do universo, dizem cientistas. Esses pequenos buracos de minhoca estão constantemente nascendo do vácuo do espaço devido a sutis efeitos quânticos.
Se confirmados por meio de experimentos e observações, os buracos de minhoca podem se tornar uma fonte valiosa de informações sobre a gravidade quântica — uma unificação teórica das forças fundamentais do universo, frequentemente considerada o Santo Graal da física teórica.
Numerosas observações astronômicas mostram que nosso universo está se expandindo a uma taxa cada vez maior. No entanto, Einstein teoria geral da relatividade afirma que se o universo contiver apenas as espécies de partículas e radiação que conhecemos, tal comportamento da estrutura do espaço é impossível.
Para conciliar as observações da expansão do universo com essa teoria, os cientistas propuseram que o espaço está repleto de uma entidade enigmática que não pode ser detectada em experimentos terrestres ou espaciais.
Esta substância misteriosa, chamada energia escurainterage muito fracamente com outros tipos de matéria e campos, portanto, atualmente não há informações confiáveis sobre sua estrutura ou origem.
Em um estudo recente publicado em 5 de abril na revista Revisão Física Dpesquisadores propuseram um novo candidato ousado para energia escura: buracos de minhoca de tamanho subatômico — ou pequenos túneis conectando pontos díspares no espaço.
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Segundo os autores, esses buracos de minhoca estão constantemente nascendo e sendo destruídos no vácuo do espaço devido a efeitos quânticos. Isso é semelhante à forma como as partículas são produzidas perto dos horizontes de eventos de buracos negroslevando a Radiação Hawking; ou como os pares elétron-pósitron são gerados por um forte campo elétrico — um fenômeno conhecido como o efeito Schwinger.
No entanto, a criação desses buracos de minhoca é um pouco diferente desses outros fenômenos porque sua descrição matemática requer que efeitos quânticos na gravidade sejam considerados — uma tarefa muito mais complicada e mal compreendida.
Essas dificuldades no cálculo de fenômenos gravitacionais quânticos impediram os autores de derivar com precisão a taxa de nascimento de buracos de minhoca. No entanto, usando uma abordagem conhecida como gravidade quântica euclidiana, eles mostraram que se cerca de 10 bilhões de buracos de minhoca são criados espontaneamente por centímetro cúbico por segundo, a energia que eles geram seria suficiente para explicar a taxa atualmente observada de expansão do universo.
“Embora nosso resultado tenha sido derivado com base na gravidade quântica euclidiana… é provável que nossa modificação possa ser válida também para outras teorias da gravidade quântica”, coautor do estudo Stylianos Tsilioukasum estudante de doutorado na Universidade da Tessália e no Observatório Nacional de Atenas, disse ao Live Science por e-mail.
Além disso, a análise da equipe mostrou que seu modelo de energia escura é ainda melhor observacionalmente do que a teoria mais amplamente aceita, conhecida como Modelo Cosmológico Padrãoque postula que a energia escura tem uma densidade de energia independente do tempo.
“De acordo com nossa proposta, a energia escura pode mudar conforme o tempo flui”, disse Tsilioukas. “Essa é uma grande vantagem porque observações recentes sugerem que a taxa de expansão do universo é diferente em tempos recentes do que era no universo primitivo.”
No entanto, não importa quão bem-sucedido o modelo dos pesquisadores seja em explicar as propriedades gerais da energia escura, a validade de qualquer teoria física deve ser testada com dados experimentais. E, por enquanto, a teoria continua não testável.
No futuro, o aumento constante precisão de experimentos espaciais e observações devem permitir que astrônomos deduzam a taxa de expansão do universo em mais detalhes, bem como medir outras manifestações observáveis de energia escura. Isso pode permitir que pesquisadores testem se esse novo modelo proposto de energia escura está correto.
Enquanto isso, os autores planejam melhorar ainda mais sua análise teórica. “Estamos trabalhando agora em um modelo que calcula a taxa de formação de buracos de minhoca.” Tsilioukas disse. “A pesquisa parece promissora e esperamos publicar os resultados muito em breve.”
