História do buraco branco, teoria e como é formada

Ele Buraco branco É uma singularidade do espaço - tempo, pertencente às soluções exatas das equações da relatividade geral. Essas singularidades têm o que é chamado de Horizonte de eventos. Isso significa a presença de uma barreira, que em um buraco branco não pode nada de fora. Teoricamente, um buraco branco é uma singularidade que vai para o passado.

No momento, ninguém foi capaz de observar nenhum. Mas podemos deve -se a existência ao mais especial de todos: o big bang de 13.8 bilhões de anos podem ser considerados como um evento causado por um buraco branco supermassivo.

Uma grande massa como um planeta pode deformar o espaço-tempo. Fonte: Mysid [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)]

A teoria da relatividade geral considera que o espaço-tempo pode se deformar devido à aceleração ou à presença de objetos de massa. Esta é a mesma teoria que previu a existência de buracos negros, dos quais os buracos brancos seriam a contraparte. Portanto, a existência destes.

Agora, para formar singularidade espacial, é necessário algum mecanismo físico. No caso de buracos negros, sabe -se que a causa é o colapso gravitacional de uma estrela supermassiva.

Mas o mecanismo físico que poderia formar uma singularidade de orifício branco não é conhecido até agora. Embora, é claro, os candidatos tenham surgido para explicar seu possível treinamento, como será visto em breve.

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Diferenças entre buracos negros e buracos brancos

Muitos dos buracos negros conhecidos são os remanescentes de uma estrela supergigente que sofreu um colapso interno.

Quando isso acontece, as forças gravitacionais aumentam a tal ponto que nada que se aproxima possa escapar de sua influência, nem mesmo leve.

É por isso que os buracos negros são capazes de engolir tudo o que cai neles. Pelo contrário, nada poderia entrar em um buraco branco, tudo seria rejeitado ou repelido dela.

É a existência de um objeto semelhante possível? Afinal, os buracos negros permaneceram por muito tempo como uma solução matemática das equações de campo de Einstein, até que elas tenham sido detectadas graças aos efeitos gravitacionais e de radiação que causam em seu ambiente, e serem fotografados recentemente.

Por outro lado, os buracos brancos ainda estão escondidos dos cosmologistas, se eles realmente existirem.

História da sua descoberta

A teoria sobre a existência de buracos brancos iniciados a partir das obras de Karl Schwarzschild (1873-1916), um físico alemão e o primeiro a encontrar uma solução exata para as equações de campo relativísticas de Albert Einstein.

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Para fazer isso, ele desenvolveu um modelo com simetria esférica cujas soluções têm caminhos, que são com precisão buracos negros e seus colegas brancos.

O trabalho de Schwarzschild não era exatamente popular, talvez por ter sido publicado durante a Guerra Mundial. Tivemos que esperar alguns anos para dois físicos retomarem independentemente nos anos 60.

Em 1965, os matemáticos Igor Novikov e Yuval Ne'eman analisaram as soluções Schwarzschild, mas usando um sistema de coordenadas diferentes.

Naquela época, o termo buraco branco ainda não havia sido cunhado. De fato, eles eram conhecidos como "núcleos atrasados" e foram considerados instáveis.

No entanto, sendo a contraparte dos buracos negros, os pesquisadores tentaram encontrar um objeto físico cuja natureza era compatível com a previsão de buracos brancos.

Quasares e capuzes de Blancos

Os pesquisadores acreditavam encontrá -lo nos quasares, os objetos mais brilhantes do universo. Estes emitem um intenso fluxo de radiação detectável por radiotelescópios, pois um buraco branco deve fazê -lo.

No entanto, a energia dos quasares finalmente recebeu uma explicação mais viável, relacionada a buracos negros no centro das galáxias. E assim, os buracos brancos eram novamente como entidades matemáticas abstratas.

Então, mesmo sendo conhecidos, os buracos brancos foram prestados muito menos atenção do que os buracos negros. Isso se deve não apenas a acreditar que eles são instáveis, o que questiona sua existência real, mas também não há hipótese razoável sobre sua possível origem.

Pelo contrário, os buracos negros surgem do colapso gravitacional das estrelas, um fenômeno físico que foi bem documentado.

Possível achado de um buraco branco

Há pesquisadores que estão convencidos de ter finalmente detectado um buraco branco em um fenômeno chamado GRB 060614, ocorreu em 2006. Este fenômeno foi proposto como a primeira aparência documentada de um buraco branco.

GRB 060614 foi uma explosão dos raios gama detectados pelo Observatório Swift Neil Gehrels em 14 de junho de 2006, com propriedades peculiares. Ele desafiou um consenso científico previamente sustentado nas origens das explosões de raio gama e buracos negros.

O Big Bang, que alguns acreditam que era um buraco branco supermassivo, por sua vez poderia ter sido o resultado de um buraco negro também supermasivo, no coração de uma galáxia desconhecida localizada em nosso pai universo.

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Uma das dificuldades em observar um buraco branco é que toda a matéria é expulsa dela em um pulso único. Portanto, o buraco branco não tem a continuidade necessária a ser observada, no entanto, os buracos negros têm persistência suficiente para ser visto.

Teoria

Einstein postula que a massa, o tempo e o comprimento tenham uma estreita dependência com a velocidade do sistema de referência em que eles estão sendo medidos.

Além disso, o tempo é considerado mais uma variável, com o mesmo significado que as variáveis ​​espaciais. Assim, se fala no espaço-tempo como uma entidade na qual qualquer evento e todos os eventos ocorrem.

A matéria interage com o tecido do espaço-tempo e o modifica. Einstein descreve a maneira como isso acontece com um conjunto de 10 equações de tensionamento, conhecidas como equações de campo.

Alguns conceitos importantes na teoria da relatividade

O Tensionadores São entidades matemáticas que permitem considerar a variável temporária no mesmo nível das variáveis ​​espaciais. Vetores bem conhecidos, como força, velocidade e aceleração, fazem parte desse conjunto expandido de entidades matemáticas.

O aspecto matemático das equações de Einstein também envolve conceitos como Métricas, que é a distância tanto no espaço quanto no tempo que separa dois eventos infinitesimalmente próximos.

Dois pontos no espaço-tempo fazem parte de uma curva chamada Geodésico. Esses pontos estão unidos a uma distância espaço-tempo. Essa representação do espaço do tempo é observada na figura a seguir:

A forma do cone é determinada pela velocidade da luz c, o que é uma constante em todos os sistemas de referência. Todos os eventos devem ocorrer dentro dos cones. Se houver eventos fora deles, não há como saber, porque as informações devem viajar mais rápido que a luz a ser percebida.

As equações de campo de Einstein admitem uma solução com duas singularidades em uma região vazia (isto é, sem massa). Uma dessas singularidades é um buraco negro e o outro é um buraco branco. Pois ambos há um horizonte de eventos, que é uma borda esférica do rádio finito que envolve a singularidade.  

No caso de buracos negros, nada, nem mesmo a luz, pode sair desta região. E em buracos brancos, o horizonte de eventos é uma barreira à qual nada pode ser transferido de fora. A solução do buraco negro no vácuo está no cone da luz do futuro, enquanto a solução do buraco branco está na região do passado do cone da luz.

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As soluções de equações de Einstein que compõem um buraco negro real requerem a presença de matéria e, neste caso, a solução que contém o buraco branco desaparece. Portanto, conclui -se que, como uma solução matemática, na teoria das soluções singulares sem matéria, os buracos brancos existem. Mas não é quando o assunto é incluído nas equações de Einstein.

Como é formado um buraco branco?

Em 2014, o físico teórico Carlo Rovelli e sua equipe de trabalho na Universidade de Aix-Marsella, na França, propuseram que os buracos brancos possam surgir da morte de um buraco negro.

Já nos anos 70, o máximo de especialista em buracos negros, Stephen Hawking, calculou que um buraco negro perde a massa através da emissão de radiação de Hawking.

Os cálculos de Ravelli e sua equipe indicam que essa contração pela perda de radiação de um buraco negro poderia, em seu estágio final, produzir um rebote que origina um buraco branco.

Mas os cálculos de Ravelli também indicam que, no caso de um buraco negro com uma massa igual à do sol, aproximadamente uma idade de quatro anos -idade da idade atual do universo seria necessária para formar um buraco branco.

Buracos brancos e matéria escura

Um segundo após o Big Bang, as flutuações de densidade de um universo de expansão rápida podem produzir buracos negros primários (sem a necessidade de colapso de estrelas).

Esses buracos negros primários são muito menores que os de origem estrela e podem evaporar até que morram para ceder um buraco branco em um tempo compreendido na vida do universo.

Buracos brancos microscópicos podem ser muito maciços. Por exemplo, um dos tamanhos de um grão de poeira pode ter uma massa maior que a lua.

Até a equipe de Ravelli sugere que esses buracos brancos microscópicos podem explicar a matéria escura, outro dos mistérios cosmológicos mais importantes.

Os orifícios brancos microscópicos não emitiriam radiação; E como são menores que um comprimento de onda, eles acabam sendo invisíveis. Esse pode ser outro motivo que explicaria por que eles ainda não foram detectados.

Referências

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