E se buracos de minhoca cósmicos existissem? Daria para viajar no tempo

Se você já assistiu ao filme Interestelar (2014), é provável que esteja familiarizado com o termo buraco de minhoca, que nesse caso nada tem a ver com os inofensivos anelídeos que habitam os jardins das nossas casas. Trata-se de uma estrutura cósmica que seria capaz de ligar pontos muito distantes do universo.

Os buracos de minhoca cósmicos são fictícios, mas como seria se essas estruturas retratadas no filme de fato existissem?

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Ainda que seja "de mentira", a estrutura tem uma base científica verdadeira. Seu conceito vem da Teoria Geral da Relatividade, publicada por Albert Einstein em 1915. Basicamente, o que ela faz é colocar a gravidade como uma variável dentro das quatro dimensões do espaço-tempo (altura, largura, profundidade e tempo), de maneira que ela atue como uma distorção e faça com que o "tecido" do espaço-tempo não seja plano, mas sim curvo.

Isso pode parecer complexo à primeira vista, mas traçar um paralelo entre a teoria e uma estrada sinuosa pode ajudar a compreender melhor esse conceito.

Se você pegar um carro e seguir por esse caminho, chegará do ponto A ao B. Transpondo isso para o espaço, seria como se uma nave indo da Terra em direção a Marte, na verdade, não fizesse uma trajetória totalmente reta e plana, mas curvilínea — ainda que imperceptível em um primeiro momento, dada a distância extremamente curta em termos cósmicos.

Voltemos ao exemplo da estrada sinuosa: o tempo que você levaria para ir de A a B por ela certamente seria maior do que se você simplesmente seguisse por um trajeto reto entre esses pontos, certo? Ou ainda, se pudéssemos simplesmente ar um túnel e ir do Brasil para o Japão, chegaríamos muito antes do que se seguíssemos o roteiro tradicional por avião.

O que os buracos de minhoca supostamente fazem é isso: ser uma "estrada" reta entre pontos extremamente distantes do espaço-tempo. Se isso existisse de fato, essa estrutura tornaria possíveis viagens espaciais muito mais curtas e, até mesmo, viagens no tempo.

Só na teoria

Apesar de a Teoria Geral da Relatividade prever a existência desse tipo de estrutura, até hoje não foram encontrados indícios de que, de fato, existam buracos de minhoca.

Para que esses atalhos existissem, seria preciso um tipo de matéria exótica, com densidade energética negativa, e que, até o momento, nunca foi observada.

Considerando que buracos de minhoca de fato existam, há ainda dois problemas que se colocam como obstáculo para a sua utilidade em termos de viagens de objetos físicos ou, até mesmo, de informação.

O primeiro deles seria o tamanho dessas agens: elas seriam comparáveis ao chamado Comprimento de Planck (10-35 metros), que corresponde à distância que a luz viaja no vácuo durante o chamado Tempo de Planck (10-43 segundos).

Um buraco de minhoca macroscópico (e realmente útil) exigiria uma enorme quantidade de energia dessa suposta matéria de densidade negativa. Algo comparável e até mesmo superior à de uma estrela de nêutrons, que é uma das estruturas astronômicas mais densas de todo o Universo.

Além disso, há a questão da estabilidade. Novamente considerando que essas estruturas existam, elas surgiriam e colapsariam muito rapidamente, inviabilizando a sua utilização. E isso gera uma dúvida: o que aconteceria com algo que estivesse atravessando o buraco de minhoca no momento que ele entrasse em colapso?

Viagens no tempo e outros universos?

Um dos pontos mais controversos sobre os buracos de minhoca é que, ao conectarem pontos diferentes do espaço-tempo, eles permitiram viagens no tempo.

A lógica por trás disso é que, uma vez que se atravesse uma estrutura do tipo, um objeto pareceria viajar mais rápido do que os 300 mil quilômetros por segundo que a luz.

Por que "pareceria"? O que acontece é que o buraco de minhoca serviria como um atalho, tornando mais curto o tempo de viagem entre dois pontos distantes - supondo que uma nave demore cinco anos para ir de um lugar ao outro, usando o atalho ela levaria menos tempo.

Para um observador externo, que não sabe da existência do atalho, pareceria que a tal nave foi capaz de viajar acima da velocidade da luz.

Onde entram as viagens no tempo? Bem, isso seria possível se uma das entradas do buraco de minhoca fosse colocada em movimento a uma velocidade muito alta (por exemplo, 95% da velocidade da luz), ou então colocada próxima de algum objeto com um campo gravitacional enorme — um buraco negro, por exemplo —, e depois tivesse retornado à sua posição original.

Nos dois casos citados (o de movimento a velocidades altíssimas e vizinhança de um corpo com um campo gravitacional extremamente forte), entraria em ação um efeito chamado de dilatação temporal. O que aconteceria é que a porta que se mexeu, por causa desse efeito, teria "envelhecido" menos.

Vamos supor que uma das entradas do buraco de minhoca foi acelerada e fez uma viagem a uma velocidade altíssima, próxima à da luz, e retornou à sua posição de origem. Para quem estava nessa porta que fez a viagem, podem ter se ado, por exemplo, 20 horas.

Para quem estava na outra porta (a que não se mexeu), podem ter se ado, por exemplo, 20 anos. Então qualquer pessoa que tenha atravessado esse buraco de minhoca durante esse período pode ter feito uma viagem no tempo entre o momento da saída e o momento da volta (ou seja, para qualquer instante nesses 20 anos), mas não antes do momento em que o buraco de minhoca foi criado.

Ou seja, daria para ir e voltar no tempo, mas não para qualquer instante arbitrário.

É claro que isso não vai além do campo teórico e, além disso, a própria ideia de viagens no tempo tende a causar paradoxos insolúveis.

Outra teoria é a de que buracos de minhoca serviriam como ligação entre universos paralelos, sendo o único caminho entre pontos extremamente distantes que, para efeitos práticos, estariam desconexos.

Parece loucura, mas basta lembrar que o físico Stephen Hawking escreveu sobre o tema poucas semanas antes de morrer, em 2018. Hawking já havia abordado o tema ao sugerir que buracos negros causam uma distorção tão massiva no espaço-tempo que, na verdade, poderiam ser como portas de agem para os tais universos paralelos.

Fontes:

Alberto Saa, professor titular do Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp)

Gustavo Soares, astrofísico, doutor em astronomia pelo Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP)