Fenómeno físico assustador pode estar ligado aos buracos de minhoca

Buracos de minhoca – atalhos que, em teoria, podem conectar pontos distantes do universo – podem estar relacionados com o assustador fenómeno chamado emaranhamento quântico, onde o comportamento das partículas pode estar conectado independentemente da distância que as separa, dizem os pesquisadores.

Estas descobertas podem ajudar os cientistas a explicar o universo desde uma escala minúscula até à escala gigantesca. Os cientistas têm procurado há muito tempo desenvolver uma teoria que possa descrever como o cosmos funciona na sua totalidade. 

Atualmente, os pesquisadores têm duas teorias diferentes: a mecânica quântica e a relatividade geral, que podem, respectivamente, explicar o universo numa escala mais ínfima e numa escala maior. Atualmente, várias teorias concorrentes procuram conciliar ambas.

Uma previsão da teoria da relatividade geral concebida por Einstein envolve buracos de minhoca, formalmente conhecidos como pontes de Einstein-Rosen. Em princípio, essas deformações no tecido do espaço-tempo podem comportar-se como atalhos que ligam quaisquer buracos negros no universo.

Curiosamente, a mecânica quântica também tem um fenómeno que pode vincular objetos, como electrões, independentemente de quão longe eles estão – o emarenhamento quântico. “Isso é verdade mesmo quando os electrões estão a anos-luz de distância”, afirma Kristan Jensen, físico teórico da Universidade Stony Brook, em Nova York.

Einstein ironicamente chamou esta conexão aparentemente impossível de “ação fantasmagórica à distância”. No entanto, numerosas experiências provaram que o entrelaçamento quântico é real, e pode servir como base de futuras tecnologias avançadas, tais como os computadores quânticos incrivelmente poderosos.

“O emaranhamento é uma das características mais bizarras e mais importantes da mecânica quântica”, afirma Jensen. E se o emaranhamento realmente estiver ligado a buracos de minhoca, poderá ajudar a conciliar a mecânica quântica com a relatividade geral, os dois exemplos desse fenómeno, em escalas pequenas e grandes.

Recentemente, os físicos teóricos Juan Martín Maldacena, do Instituto de Estudos Avançados de Princeton, e Leonard Susskind, da Universidade de Stanford, argumentaram que buracos de minhoca estão ligados ao emaranhamento quântico. Especificamente, foi sugerido que os buracos de minhoca são pares de buracos negros que estão emaranhados um com o outro.

Os buracos negros emaranhados podem ser gerados de diversas maneiras. Por exemplo, um par de buracos negros pode, em princípio, ser feito simultaneamente, e este seria automaticamente emaranhado. Alternativamente, a radiação emitida por um buraco negro poderia ser capturada e, em seguida, cair noutro buraco negro, ligando os dois.

Maldacena e Susskind não só sugeriram que os buracos de minhoca são buracos negros emaranhados, como também disseram que o emaranhamento em geral está ligado a buracos de minhoca. Eles conjecturaram que as partículas entrelaçadas, como fotões e electrões, estão ligados por minúsculos buracos de minhoca.

Apesar de à primeira vista, tal afirmação poder parecer absurda, uma vez que defende que o emaranhamento funciona mesmo quando a gravidade não é conhecida por desempenhar um papel, dois grupos independentes de pesquisadores sugeriram que o emaranhamento pode de fato estar ligado a buracos de minhoca.

Jensen e seu colega Andreas Karch, físico teórico da Universidade de Washington, nos EUA, investigaram como pares emaranhados de partículas se comportam numa teoria supersimétrica, que sugere que todas as partículas subatómicas conhecidas têm partículas “superparceiras” ainda não observadas. A teoria era uma proposta para ajudar a unir a mecânica quântica e a relatividade geral.

Uma ideia nesta teoria é a de que, se alguém imaginar certos sistemas quânticos a existir apenas em três dimensões, o seu comportamento pode ser explicado por objetos que se comportam nas quatro dimensões em que a relatividade geral descreve o universo – as três dimensões do espaço e a quarta de tempo. 

Esta noção de que ações nesse universo podem surgir a partir de uma realidade com menos dimensões é conhecida como holografia, semelhante à forma como os hologramas bi-dimensionais podem dar a ilusão de serem em três dimensões. 

Jensen e Karch descobriram que se um par emaranhado for imaginado num universo com quatro dimensões, eles se comportam da mesma forma como os buracos de minhoca num universo com uma quinta dimensão extra. Essencialmente, eles descobriram que o emaranhamento e os buracos de minhoca podem ser a mesma coisa.

“Pares emaranhados são as imagens holográficas de um sistema com um buraco de minhoca”, disse Jensen. “Há certas coisas que aceleram o coração de um cientista, e acho que essa é uma delas”, disse Jensen. “Uma coisa realmente interessante é que esses resultados podem ajudar-nos a entender melhor a relação entre o emaranhamento e o espaço-tempo”. [LiveScience]