A nova teoria do buraco de minhoca e a possível viagem no tempo!

 

Calma! Não é buraco de minhoca, aquelas que vivem no solo, não! É buraco de minhoca espacial, que talvez, possibilite uma viagem no tempo... Não entendeu? Vamos lá:
A teoria do buraco da minhoca foi desenvolvida pelos físicos Albert Einstein e Nathan Rosen que acreditavam na possibilidade de ser possível se realizar viagens no tempo por meio de buracos que atuam como portais que permitiram o transito entre o futuro e passado, ou ligar duas regiões distantes do espaço. De forma simplificada, a teoria defende a possibilidade da viagem no tempo, muito explorada em filmes de ficção cientifica.

Essa ideia é tem como base a teoria da relatividade, desenvolvida pelo próprio Einstein, que defende que toda massa curva o espaço-tempo. Trata-se da ligação entre dois pontos diferentes presentes no espaço-tempo, que é capaz de reduzir o tempo e a distância de viagem. Ainda de acordo com a teoria da relatividade, esses buracos de fato existem, mas até então nenhum foi descoberto.

Também conhecida como Pontes de Einstein-Rosen, a teoria defende que essas pontes possuem doas bocas que são interligadas por uma espécie de tubo ou garganta que tanto pode ser reto quanto enrolado.

Acredita-se, ainda, que ao final de cada buraco de minhoca seja encontrado um buraco negro, que são conhecidos pelos seus tamanhos microscópicos – uma variação de 10 a 33 centímetros -.

No entanto, estudos espaciais desenvolvidos recentemente acreditam que a Via Láctea pode conter um gigantesco túnel galáctico, permitindo a passagem a viagem humana. Para chegar a essa conclusão, seria preciso fazer um comparativo com outras galáxias parecidas com a nossa, mas isso ainda está um pouco distante de acontecer.

Entenda melhor no documentário a seguir:

Participar de uma jornada por meio de buracos de minhoca seria algo incrível, não é mesmo? Mas como essa aventura seria possível? De acordo com o astrofísico Andrew Hamilton, seria mais ou menos assim:

Você adentraria por um buraco negro e sai diretamente por um buraco de minhoca, que proporcionaria a mudança do fluxo espacial, ocasionando em uma espécie de aceleração para trás. Após, você sai pela outra extremidade, chamada de buraco branco, que nada mais é que a mesma versão do buraco negro, mas invertido, o que proporcionaria que você chegasse no outro ponto com o tempo diferente do qual você entrou. Dessa forma, você sairia do passado e cairia no futuro. Se movendo por esse buraco branco, ainda seria possível, através de um flash, você conter uma imagem com todas as informações do seu passado, possibilitando uma viagem de volta.

Controvérsias

A ideia da viagem no tempo sempre foi bastante explorada nos filmes e seriados de ficção. Através de naves, portais, cabines ou mesmo de carros, os personagens podiam voltar ou avançar no tempo de uma forma surpreendente. No entanto, em nossa vida real a viagem no tempo é algo muito teorizado pelos cientistas, mas sem nenhum resultado comprovado.

Mas antes que você se anime para pegar uma carona na TARDIS ou no DeLorean para voltar no passado e mudar algumas coisinhas na sua vida, saiba que há uma enorme ressalva nessa que seria uma possível viagem no tempo: apenas os fótons poderiam viajar pelo buraco da minhoca.

E até mesmo os fótons poderiam denotar um exagero para o atalho hipotético através do espaço-tempo. Em um artigo publicado no arXiv , o físico teórico Lucas Butcher, da Universidade de Cambridge, revisitou a teoria do buraco de minhoca e, potencialmente, encontrou uma maneira de abrir caminho a essas entidades notoriamente instáveis.

Energia

Segundo o Live Science, no final de 1980, o físico Kip Thorne, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), teorizou que para fazer um buraco de minhoca “atravessável” alguma forma de energia negativa seria necessária. No mundo quântico, essa força poderia vir na forma de energia de Casimir ou Efeito Casimir.

É conhecido que, se duas placas perfeitamente lisas são mantidas muito próximas uma da outra no vácuo, os efeitos quânticos entre as placas terão uma ação repulsiva (ou atrativa, dependendo da configuração da placa). Isto é causado por ondas de energia que são muito grandes para caber entre as placas, gerando uma rede de energia negativa entre as placas quando comparadas com o espaço "normal" circundante.

Conforme pensado por Thorne e sua equipe da Caltech, esta energia Casimir poderia ser aplicada no “pescoço” de um buraco de minhoca, segurando-o aberto por tempo suficiente para que algo pudesse passar.

Porém, mesmo que se algum viajante de porte quântico pudesse passar por esse “pescoço”, o buraco de minhoca provavelmente iria colapsar muito rapidamente.

Então, reavaliando este cenário, Lucas Butcher identificou algumas configurações mais estáveis do buraco e, em determinadas situações, o seu colapso poderia ser evitado por um tempo maior. Mas para que isso aconteça, o buraco de minhoca precisaria ser muito longo e ter uma “garganta” estreita. Neste caso, parece possível que os fótons poderiam atravessar o buraco de minhoca.

“A energia negativa Casimir permite que o buraco de minhoca entre em colapso muito lentamente, sua vida útil crescendo sem limites como o comprimento de garganta é aumentado. Nós acreditamos que a garganta se fecha devagar o suficiente para que sua região central possa ser percorrida com segurança por um pulso de luz”, explicou Butcher.

 

Possível viagem?
Butcher admite que, embora não esteja claro a partir de seus cálculos que o pulso de luz seja capaz de completar sua jornada de um extremo para o outro do buraco, há uma possibilidade tentadora do envio de sinais mais rápidos do que a velocidade da luz ou até mesmo voltar no tempo.

"Estes resultados sugerem que timidamente um buraco de minhoca ‘atravessável’ macroscópico poderia ser sustentado por sua própria energia Casimir, fornecendo um mecanismo para a comunicação mais rápida do que a luz e curvas causais fechadas", disse o cientista.

No momento, este trabalho é altamente teórico, mas poderia renovar o interesse no estudo dos buracos negros e as suas capacidades potenciais da ponte espaço-tempo, conforme apontou Matt Visser, da Victoria University of Wellington, na revista New Scientist.

Então, se precisássemos buscar a evidência física de buracos de minhoca, esta pesquisa poderia nos ajudar? Ainda é cedo para dizer, segundo os físicos. Provavelmente, teremos que esperar mais tempo e mais estudos aprofundados dos cientistas para saber se um dia, ao menos os fótons, possam realmente viajar no tempo.

Você sabe o que é Cinturão de Kuiper?

O Cinturão de Kuiper é uma região do nosso sistema solar, próxima a órbita de Plutão e que foi descoberta em 1992.

Em 1950, Jan Hendrik Oort criou a teoria de que os cometas de longo período (que duram mais de 200 anos) teriam sua origem em um local distante 30.000 AU (astronomical unit, ou, unidade astronômica, 1 AU = 149.597.870 km (distancia da terra ao sol) a 60.000 AU do sol em uma região que ficou conhecida como Nuvem de Oort.

 Baseados na teoria de Oort, os astrônomos pensaram que os cometas de curto período (menos de 200 anos) seriam, então, cometas de longo período que tiveram suas órbitas modificadas pela influência da gravidade de algum planeta.

Mas, em 1951, Gerard Peter Kuiper, propôs que, na verdade, os cometas de curto período seriam originários mesmo de uma região parecida com a nuvem de Oort, porém bem mais perto, com seu início próximo a órbita de netuno a 30 AU do sol até 100 AU, e que, esta região teria sua elíptica no mesmo plano das órbitas dos planetas do sistema solar (diferentemente da Nuvem de Ort que tem o plano inclinado quase perpendicularmente ao plano da órbita dos planetas).

Por estar localizado além da órbita de netuno, os objetos do cinturão de Kuiper são chamados de transnetunianos, assim como Plutão e sua lua Caronte, e o planeta-anão Éris.

Já foram observados mais de 800 objetos do Cinturão de Kuiper, o que comprova sua existência. Aliás, a comprovação da existência do Cinturão de Kuiper, e da existência destes 800 objetos, fez com que a IAU (International Astronomical Union) criasse uma definição nova para planetas, fazendo, desta forma, com que Plutão deixasse de ser considerado um planeta do sistema solar e passasse a ser considerado apenas, um planeta-anão.

Os objetos de Kuiper

O Cinturão de Kuiper (também conhecido como Cinturão de Edgeworth-Kuiper) é uma região do sistema solar além dos oito planetas maiores, que se estende desde a órbita de Netuno (a 30 UA) a cerca de 50 UA de distância do sol. UA é uma unidade astronômica equivalente a 149.597.871 quilômetros.

Kuiper é semelhante ao cinturão de asteroides, na medida em que contém muitos corpos pequenos remanescentes da formação do sistema solar, mas é muito maior – 20 vezes mais largo e 20 a 200 vezes mais massivo.

O cinturão abriga uma “coleção” de corpos celestes que provavelmente não existiriam se Netuno não tivesse se formado. Sem Netuno, esses pequenos corpos talvez se reuniriam em um só, formando o próximo planeta do sistema solar.

Vasto e inexplorado, o Cinturão de Kuiper também é a fonte de muitos cometas. Os cientistas acreditam que todos com uma órbita que dura 200 anos ou menos vêm de lá. O mais famoso originário de Kuiper é o Cometa Halley, ativo nos últimos 16.000 a 200.000 anos.

A descoberta do cinturão

Pouco depois da descoberta de Plutão, os astrônomos começaram a ponderar a existência de uma população de objetos além de Netuno, como Freckrick C. Leonard. Em seguida, Kenneth Edgeworth afirmou que o material dentro da nebulosa solar primordial além de Netuno era amplamente espaçado e deveria ser habitado por uma infinidade de corpos menores, e não planetas.

Em 1951, o astrônomo holandês Gerard Kuiper especulou um “Cinturão de Kuiper”, disco do qual objetos podiam se soltar e vagar pelo sistema solar. A ideia fez sentido para os astrônomos. A existência de tal cinturão na região não só ajudava a explicar por que não havia grandes planetas mais para fora do sistema solar, como também resolvia o mistério de onde vinham os cometas.

Quem finalmente confirmou a existência do cinturão foram os pesquisadores David Jewitt e Jane Luu. Usando o observatório da Universidade Mauna Kea, no Havaí, eles anunciaram a descoberta de um candidato a objeto do Cinturão de Kuiper em 30 de agosto de 1992. Seis meses depois, encontraram um segundo objeto na região. Muitos mais se seguiram: há mais de mil objetos descobertos em Kuiper, cerca de 100.000 deles maiores que 100 km de diâmetro.

Hoje também sabemos que esse tipo de estrutura não é única do sistema solar. De acordo com pesquisas em infravermelho, estima-se que 15 a 20% das estrelas como o sol possuam enormes estruturas como o Cinturão de Kuiper em seus sistemas. A maioria parece ser bastante jovem, mas dois sistemas estelares – HD 139664 e HD 53143, observados pelo telescópio espacial Hubble em 2006 – têm mais de 300 milhões de anos.

Composição

Dados seus pequenos tamanhos e extrema distância da Terra, a composição química dos objetos de Kuiper é difícil de determinar.

No entanto, estudos espectrográficos da região em geral indicam que os seus membros são feitos principalmente de gelo: uma mistura de hidrocarbonetos leves (como metano), amônia e água gelada – uma composição que compartilham com cometas.

Estudos iniciais também confirmaram uma ampla gama de cores entre os corpos, variando de cinza neutro a vermelho intenso.

Além de Plutão, muitos outros objetos de Kuiper são dignos de menção, como Quaoar, Makemake, Haumea, Orcus e Eris. Esses são grandes corpos do cinturão, sendo que muitos dos maiores objetos da região têm luas próprias.

Um olhar de perto

No dia 19 de janeiro de 2006, a NASA lançou a sonda espacial New Horizons para estudar Plutão, suas luas e um ou dois outros objetos do Cinturão de Kuiper.

 

A partir de 15 de janeiro de 2015, a nave espacial começou a se aproximar do planeta anão, e deve fazer um voo rasante por ele em 14 de julho de 2015. Quando atingir a área, os astrônomos esperam várias fotografias interessantes do Cinturão de Kuiper também.

Precisamos da maior quantidade de detalhes possível, pois, em vez de criarem corpos cada vez maiores, os objetos celestes da região estão colidindo e lentamente se “moendo” e virando pó. Daqui cem milhões de anos, provavelmente não haverá mais Cinturão de Kuiper.

Você sabe o que é a Nuvem de Oort?

       Passando os planetas, mil vezes além até mesmo do misterioso Cinturão de Kuiper, que em si tem mais de 4,83 bilhões de quilômetros de distância, reside a incrivelmente misteriosa, escura e inexplorada Nuvem de Oort.

A nuvem de Oort é uma grande concentração de cometas que se acredita existirem no limite do sistema solar, a uma distância aproximada de 100.000 UA (UA significa unidade astronômica e corresponde a 149.598.000 Km ou a distância média entre a Terra e o Sol). Estatisticamente calcula-se que existam entre um e cem bilhões de cometas.

Sua existência foi inicialmente postulada, em 1932, pelo astrônomo, nascido na Estônia, chamado Ernst Öpik, que propôs que os cometas irregulares provinham de uma extensa nuvem de material nas fronteiras do Sistema Solar.

Em 1950, esta idéia foi retomada pelo astrônomo holandês Jan Oort para explicar a persistência dos cometas. Oort foi capaz de estudar a órbita de 19 cometas e pesquisar de onde vinham. A nuvem de Oort explica elegantemente um antigo aparente paradoxo. Se os cometas são destruídos quando se aproximam do Sol, já deveriam ter sido totalmente destruídos durante a história do Sistema Solar. A nuvem de Oort proporciona uma fonte contínua de material cometário que substitui os cometas destruídos.

O efeito gravitacional das estrelas próximas desvia os cometas de suas órbitas e os envia em direção ao Sol, onde se tornam visíveis.

As teorias mais aceitas sobre a formação do Sistema Solar consideram que os cometas se formaram muito mais proximamente ao Sol como parte do mesmo processo que formou os planetas e os asteróides. Os cometas na nuvem de Oort seriam ejetados, nesta etapa primitiva, dada a proximidade com planetas gigantes em formação, especialmente o jovem Júpiter. Tal proximidade expulsou gravitacionalmente estes corpos em órbitas extremadamente elípticas e de grande inclinação explicando, portanto, a distribuição esférica dos cometas. Com o passar do tempo, a interação gravitacional dos cometas e das estrelas longínquas contribuiu para circularizar suas órbitas. A partir desta teoria, estima-se que a massa total dos cometas na nuvem de Oort pôde ter sido, em sua origem, 40 vezes a massa da Terra.

Os objetos da nuvem de Oort são tão longínquos que, até agora, só foi descoberto um possível candidato a fazer parte dela, seu nome é 2003 VB12 (Sedna), descoberto em março de 2004 por astrônomos de Caltech e da Universidade de Yale. Sedna possui uma órbita elíptica de 76 a 850 UA, muito mais próxima do que se esperava, fato que poderia torná-lo um membro de uma nuvem interna de Oort.

 Embora nunca tenhamos visto diretamente um objeto na Nuvem de Oort, os cientistas sabem esse grande enxame esférico de rochas e gelo deve existir com base nos cometas cujas órbitas passeiam neste abismo.

Em 2015, os astrônomos conquistarão um olhar mais atento sobre um objeto do Cinturão de Kuiper, Plutão, graças a missão da nave espacial New Horizons da NASA. A missão também poderia ajudar a desvendar muitos dos segredos que se estendem até a Nuvem de Oort, mais distante na borda de nosso sistema solar. Alguns destes mistérios são:

Planetas na Oort?
A Nuvem de Oort pode ser o lar de muitos objetos surpreendentemente grandes. Mundos maiores que a Terra que se formaram ao lado dos planetas conhecidos poderiam ter sido descartados por aí conforme nossos próprios planetas gigantes – Júpiter, Saturno, Urano e Netuno – cresceram e migraram mais de 4 bilhões de anos atrás.

Em outras palavras, ninguém sabe o que existe na Nuvem de Oort. “É o sótão do sistema solar”, disse Alan Stern, principal investigador da New Horizons e cientista planetário. “Nós sabemos que havia muitos planetas no início, e quando Júpiter e Saturno cresceram, eles expulsaram a maioria das coisas para o espaço interestelar”.

Crianças de outras estrelas
A Nuvem de Oort é vasta, estendendo-se um quarto do caminho até a estrela mais próxima do sol, e provavelmente contém corpos cósmicos que se desenvolveram em torno de outras estrelas.

Nosso sol quase com certeza tinha irmãos, quando se formou mais de 4,5 bilhões de anos atrás, a partir de uma enorme nuvem de gás e poeira. Esses parentes dispersaram alguns de seus materiais planetários, ou mesmo mundos totalmente crescidos, a nossa Nuvem de Oort.

“Uma fração considerável da Nuvem de Oort pode ser capturada desde os primeiros dias do sol em um aglomerado de estrelas”, disse Stern.

Cinturões e Nuvens alienígenas
Astrônomos começaram a confirmar detecções anteriores de Cinturões de Kuiper fora do sistema solar, em distâncias esperadas de suas estrelas.

Nosso sistema solar continua a parecer menos e menos distinto conforme instrumentos astronômicos melhoram, e isso aumenta a probabilidade de vida como a conhecemos no universo.

“Esperamos que, se os sistemas solares como o nosso forem comuns, Nuvens de Oort e Cintos Kuiper também serão”, afirmou Stern. “Então, encontrar estes objetos espaciais ajudará a informar-nos sobre quão comum nosso próprio tipo de sistema é”, completa.

 

Curiosidades sobre o nosso Sistema Solar

Muitas pessoas não sabem, mas existem alguns fatos curiosos sobre o nosso sistema solar, como

O Sol contém 750 vezes a massa de todo o Sistema Solar e é 330 000 vezes maior do que a Terra. Ele está a cerca de 149,6 milhões de quilômetros do nosso planeta.

Mercúrio é o planeta mais próximo do Sol. Durante o dia, sua temperatura média ultrapassa os 400º C e durante a noite chega a -180º C.

Um ano em Mercúrio equivale a 88 dias terrestres. Em Vênus, o ano dura 224 dias terrestres. Em Marte, sua duração é de 687 dias. Em Júpiter, 11 anos. Em Saturno, 29,46 anos. Urano, 84 anos e em Netuno, 164,9 anos.

A superfície de Vênus é mais quente que a de Mercúrio, apesar de este estar mais próximo do Sol. No lado iluminado, as temperaturas podem chegar a tórridos 500º C.

Existem mais de 1 milhão de vulcões em Vênus. Eles lançam todos os dias milhões de toneladas de gases tóxicos na atmosfera do planeta.

Popularmente chamado de Estrela D’Alva, Vênus é o terceiro objeto mais brilhante no céu depois do Sol e da Lua. Isso por que ele reflete 2/3 da luz que recebe do Sol.

O maior vulcão do Sistema Solar chama-se Olympus Mons e situa-se em Marte. Tem 600 quilômetros de largura e é três vezes mais alto que o Monte Everest.

Às vezes, Marte é atingido por tempestades de areia que, além de durarem meses, podem cobrir o planeta inteiro.

         

Marte pode ter tido mais água do que o nosso oceano Ártico. Era água suficiente para cobrir 20% do planeta vermelho. Os cientistas acreditam esse oceano se condensou e desapareceu quase por completo. Resta apenas 13% dele na forma de gelo.

Em Saturno, os ventos são 10 vezes mais fortes do que um furacão na Terra. A sua velocidade pode chegar aos 1 770 quilômetros por hora.

Os anéis de Saturno foram descobertos por Galileu Galilei em 1 610. Formados por elementos de gelo sujo, os anéis seguem órbitas individuais ao redor do planeta. Muitos desses elementos são do tamanho de um grão de areia; outros, são blocos imensos.

Os anéis de Saturno possuem nada menos que 60 mil quilômetros de largura.

Saturno é o planeta menos denso do Sistema Solar. Se existisse uma piscina gigante, ele flutuaria com folga nela.

Júpiter tem, no total, 66 luas conhecidas. Somente 38 tem nomes e algumas ainda esperam a confirmação de suas órbitas. As luas jupiterianas mais conhecidas são Io, Europa, Ganimedes e Calisto.

A famosa mancha vermelha de Júpiter é uma tempestade que já dura 400 anos. Detalhe: ela é três vezes maior do que a Terra.

Ao contrário das demais luas do Sistema Solar, que receberam nomes de seres mitológicos e deuses, os satélites de Urano foram batizados com nomes de personagens das peças de William Shakespeare. Entre esses nomes estão Miranda, Cordélia, Ofélia, Desdemôna, Titânia e Rosalinda.

Netuno foi o primeiro planeta encontrado a partir de uma previsão matemática. Ele foi descoberto em setembro de 1846 pelo astrônomo inglês William Lassell.

O lugar mais frio do Sistema Solar é Tritão, umas das luas de Netuno, com temperaturas que pode alcançar gélidos -240º C.

Os cientistas descobriram em 2012 um exoplaneta feito quase que totalmente de diamante. Em Netuno, chega a chover diamantes.

O planeta Plutão foi rebaixado para a categoria de planeta-anão em 2 006. Os outros planetas anões conhecidos são Éris e Ceres. Alguns astrônomos, entretanto, mantém a suspeita da existência de dezenas de planetas-anões (alguns até maiores que Plutão!!) nas bordas do Sistema Solar.

Observação Astronômica Vespertina no IFBaiano Campus Valença

Nesta sexta feira (15/04/2016), discentes do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano - Campus Valença, realizaram a primeira observação astronômica vespertina. Os discentes são os novos integrantes do projeto "Conversando com as Estrelas" com a orientação do Professor de Física Igor Chaves, os quais fizeram a observação da lua crescente e suas crateras, entendendo mais a fundo a formação do nosso satélite natural junto com suas fases (nova, crescente, cheia e minguante).

Outros alunos participaram da observação, onde puderam manusear um telescópio refletor de 150mm de abertura focal. A observação contou com a presença do também professor de física do Campus: Eduardo Belmonte, além do egresso Sávio Negrão (Desenvolvedor do site EuAstrônomo) que auxiliou na experiência desenvolvida. Segue as fotos da atividade:

(Clique em uma das fotos para ampliar) 

 Fotografia da lua pelo método afocal:

(Clique em uma das fotos para ampliar) 

 

 Colaboração: Portal EuAstrônomo
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