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O que é um buraco branco?

O que é um buraco branco?

Um buraco branco é uma característica hipotética do universo. Ele é considerado o oposto de um buraco negro. Como os buracos negros não deixam nada escapar de sua superfície, buracos brancos são erupções de matéria e energia e nada pode entrar dentro deles.

Os buracos brancos são uma possível solução para as leis da relatividade geral. Esta lei implica que, se os buracos negros existem no universo, um buraco branco também deveria existir. Ele é uma inversão de um buraco negro. Eles são esperados para possuírem gravidade, então eles poderiam atrair objetos, mas nada entraria em rota de colisão com um buraco branco, isso por que o objeto nunca conseguiria alcançá-lo.

Teoricamente, se você fosse se aproximar de um buraco branco em uma nave espacial, você será inundado por uma quantidade colossal de energia, o que provavelmente iria destruir a sua nave. E mesmo que a sua nave espacial pudesse resistir aos raios gama, a própria luz teria um início mais lento, e com a resistência do ar começaria diminuir a sua intensidade de um veículo em movimento na Terra.

E mesmo a nave espacial sendo construída para não ser afetada pela emissão de energia, o espaço-tempo seria estranhamente deformado em torno de um buraco branco, quando se aproxima de um buraco branco seria como ”ir para cima”. A aceleração necessária iria ficar mais e mais alta, enquanto a nave se deslocaria cada vez menos. E no final das contas não teríamos energia suficiente no Universo para entrar.

Claro, isso é bastante intuitivo. Como poderia energia em um buraco branco aparentemente surgir do nada que não seja o próprio espaço-tempo?. Esta é uma razão do por que a sua existência é muito improvável. No entanto, existem algumas teorias onde buracos brancos são possíveis, mais que talvez não estão descritas na relatividade geral.
Como eles são homólogos de buracos negros, buracos brancos também seriam formados por uma singularidade gravitacional. A singularidade é uma característica do espaço-tempo, onde o campo gravitacional se torna infinito. Valores infinitos em física são geralmente uma indicação de falta de peças em uma teoria, por isso não é de estranhar que a mecânica quântica e a relatividade lutam para explicar os detalhes mais delicados das singularidades.

Os potenciais candidatos.

Uma grande quantidade de fenômenos foram apresentados como candidatos a buracos brancos. Eles são geralmente escolhidos porque são objetos misteriosos, e que nós não temos sido capazes de explicar com riqueza de detalhes.

Rajadas de raios gama, pulsares de giro rápido, e buracos negros que chegam ao final de suas vidas têm sido considerados. Até mesmo o próprio Big Bang tem sido descrito como um orifício branco. Mas até agora, não há buracos brancos que já foram observados diretamente, e até mesmo a sua existência teórica levanta algumas duvidas. Parece que os buracos brancos estão sendo usados como um marcador, nós precisamos de mais observações ou que uma teoria melhor apareça.

O Big Bang classificado como um buraco branco é um exemplo claro dessa tendência. Até que estavam incertos sobre o tamanho do Universo, houve especulações de que o cosmos foi produzido por um buraco branco maior do que o que poderíamos ver. Sabemos agora que o Universo é provavelmente infinito, o que torna essa explicação do buraco branco praticamente um equívoco.

Restrições teóricas.

Um buraco branco é um tipo particular de singularidade: uma singularidade nua. Singularidades como os buracos negros não podem ser observados diretamente, porque a velocidade de escape é maior do que a velocidade da luz, para que nada possa escapar dele. A singularidade está “protegida” por um horizonte de eventos, a superfície que nos separa do buraco negro. Matematicamente, quando temos uma singularidade, o espaço-tempo é quebrado. Para evitar esse problema, horizontes de eventos foram introduzidos.

A singularidade nua não tem horizonte de eventos. De acordo com os princípios fundamentais da relatividade geral, o universo não permite singularidades nuas. A ideia é apropriadamente chamada de ”hipótese de censura cósmica”. Simulações numéricas e as atuais teorias da gravidade quântica, no entanto, sugerem a possibilidade de singularidades nuas.

Um fenômeno curioso acontece quando descrevemos as propriedades de um buraco negro com uma abordagem da mecânica quântica, que não inclui a gravidade. Se você olhar para um buraco negro para trás ou para a frente no tempo, ele se comporta exatamente da mesma forma, e vai continuar sendo um buraco negro. Esse não é o confronto mais importante entre as teorias quântica e da relatividade, mas é significativo, no entanto.

A limitação mais importante é a entropia, a medida da ordem de um sistema. De acordo com as leis da termodinâmica, a entropia do universo é sempre crescente. A entropia poderia diminuir localmente, por exemplo, um congelador diminui a entropia da água transformando ela em gelo, mas os motores dos congeladores emitem uma grande quantidade de calor, de modo que a entropia total ainda está a aumentar.

Buracos brancos em teoria diminuem a entropia, o que é uma peça fundamental de provas contra eles. Neste universo nós obedecemos as leis da termodinâmica. E até agora não temos observado algum tipo de violação, embora muitas vezes ouvimos alegações de máquinas de movimento perpétuo e eventos incomuns.

O futuro dos buracos brancos.

Buracos brancos fascinam um monte de gente, e eles nos dão um senso de equilíbrio. As pessoas vão e devem continuar a estudá-los. Na verdade, várias características da relatividade geral, buracos negros, por exemplo, já foram considerados curiosidade teórica. Não há provas concretas provando que existem buracos brancos, mas talvez em nosso vasto e complexo Universo, ainda há espaço para eles.

Autor: Cristian Reis Westphal
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Estudante de Engenharia Química. Lidera há 7 anos o projeto Ciência e Astronomia, que compartilha informações nas áreas da ciência e astronomia. Trabalha com divulgação científica em escolas e disponibiliza telescópios para observações em praças.

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