Principal diferença - buracos negros vs. buracos de minhoca

Buracos negros e buracos de minhoca são dois tópicos fascinantes na física e também na ficção científica. Um buraco negro é um objeto extremamente denso com uma grande quantidade de matéria e energia. Então, eles criam campos gravitacionais extremamente fortes que distorcem o espaço-tempo ao seu redor. O conceito de buracos negros é sugerido na teoria da relatividade geral e foi um conceito teórico por décadas. Finalmente, os físicos tiveram a sorte de confirmar a existência de buracos negros depois que puderam detectar ondas gravitacionais pela primeira vez, em 14 de setembro de 2015. Um buraco de minhoca é um conceito teórico sugerido por Einstein e Rosen. Um buraco de minhoca conecta dois pontos no espaço-tempo ou dois universos diferentes. De qualquer forma, eles só existem na física teórica, até hoje. Esta é a principal diferença entre buraco negro e buraco de minhoca.

O que é um buraco negro

As estrelas são enormes usinas termonucleares naturais do universo. Buracos negros, anãs brancas e estrelas de nêutrons são alguns resultados possíveis de uma estrela em colapso. Portanto, deve-se ter um entendimento claro da origem das estrelas para entender a formação dos buracos negros.

Depois do Big Bang, a matéria estava quase na forma de prótons, elétrons e alguns outros núcleos leves. Eles estavam flutuando por todo o universo como um gás. À medida que o universo esfriava, as forças gravitacionais podiam aproximar algumas dessas partículas e formar nuvens gasosas gigantes. À medida que as forças gravitacionais atraíam a matéria nas nuvens, as partículas se aproximavam cada vez mais. Então, a energia cinética das partículas aumentou. A temperatura aumentava continuamente à medida que as nuvens se contraíam. Finalmente, a temperatura interna atingiu cerca de 7K, e a densidade de tal nuvem era extremamente alta. Assim, as nuvens em colapso alcançaram as condições essenciais para as reações de fusão nuclear e nasceram estrelas.

Mas, depois que o combustível de fusão da estrela se esgota, a massa da estrela se contrai em um volume muito pequeno pelas forças gravitacionais da estrela, pois o calor restante e a pressão de radiação não são suficientes para equilibrar suas próprias forças gravitacionais. O resultado é uma bola extremamente densa. Então a estrela se torna uma anã branca ou estrela de nêutrons ou buraco negro dependendo de sua massa. Uma estrela com massa inferior a 1,4 massa solar torna-se uma anã branca. Estrelas com mais de quase 3 massas solares se tornarão buracos negros em outro estágio astronômico. Estrelas com massa superior a 1,4 massas solares, mas inferior a 3 massas solares, tornam-se estrelas de nêutrons.

O centro de um buraco negro é conhecido como o singularidade. A superfície de um buraco negro é chamada de Horizonte de eventos. O raio de um buraco negro esférico não giratório é diretamente proporcional à sua massa. Ele pode ser calculado usando a equação. Os buracos negros são classificados em buracos negros supermassivos, buracos negros estelares e micro buracos negros. Se o objeto original de um buraco negro estava girando, antes do colapso, o buraco negro resultante também seria um buraco negro giratório.

A densidade de massa e energia de um buraco negro é extremamente alta, e a gravidade dentro e ao redor deles é incrivelmente alta. Portanto, nada de dentro do horizonte de eventos pode escapar para fora. Como resultado das tremendas forças gravitacionais, os buracos negros são muito difíceis de detectar porque a luz nem consegue deixá-los.

O que é um buraco de minhoca

O conceito de buracos de minhoca é um tópico muito popular na ficção científica ou na ficção científica. O conceito foi sugerido por Albert Einstein e Rosen após estudar a teoria da relatividade. Portanto, às vezes os buracos de minhoca são chamados de pontes de Einstein - Rosen. Ao analisar soluções matemáticas na teoria da gravidade de Einstein, os teóricos ainda prevêem a possibilidade da existência de buracos de minhoca.

Simplesmente, um buraco de minhoca é um conceito teórico que conecta dois pontos no espaço-tempo. O caminho através de um buraco de minhoca é muito curto em comparação com qualquer outro caminho no espaço-tempo convencional. Portanto, os buracos de minhoca são atalhos no espaço-tempo.

Um buraco de minhoca tem duas bocas e uma garganta (um tubo). A garganta é o atalho ou túnel que conecta suas duas bocas. Teoricamente, um buraco de minhoca poderia conectar dois pontos diferentes no universo ou dois universos. De acordo com as soluções obtidas na relatividade geral, podem existir buracos de minhoca e cujas duas bocas se abrem em dois buracos negros diferentes. De qualquer forma, os buracos negros formados por estrelas em colapso não podem criar buracos de minhoca.

Se eles realmente existem, existem várias vantagens fascinantes associadas a eles. Eles forneceriam atalhos através do espaço. Eles permitiriam voltar ao passado. Simplesmente, dizem alguns teóricos, os buracos de minhoca seriam atalhos e máquinas do tempo.

Existem dois tipos principais de buracos de minhoca, a saber, Buracos de minhoca euclidianos e Buracos de minhoca de Lorentz. Infelizmente, ninguém viu nenhum buraco de minhoca no espaço-tempo real; eles ainda existem apenas em cálculos teóricos e filmes. Se eles realmente existissem, um viajante que passasse por eles teria que enfrentar dois desafios, o tamanho da boca de um buraco de minhoca e seu tempo de vida. O tamanho ou diâmetro de um buraco de minhoca pode ser cerca de 10^-33 meo tempo de vida dos buracos de minhoca pode ser muito curto. Portanto, se eles existem, não há nenhuma vantagem prática para um viajante do tempo como um atalho no espaço.

No entanto, alguns estudos mostraram que matéria exótica pode manter os buracos de minhoca inalterados e estáticos por mais tempo. Matéria exótica não é matéria comum, antimatéria ou matéria escura. A densidade de energia da matéria exótica é negativa. Mas, surge um problema prático em encontrar uma quantidade suficiente de matéria exótica. Alguns físicos dizem que a solução pode estar na teoria quântica de campos.

Até o momento, ninguém observou nenhum buraco de minhoca no espaço real, enquanto muitos estudos teóricos estão em andamento.

“Diagrama de incorporação” de um buraco de minhoca Schwarzschild

Diferença entre buraco negro e buraco de minhoca

Tamanho:

Buracos negros: Um buraco negro pode se espalhar de vários quilômetros a centenas de unidades astronômicas.

Buracos de minhoca: O diâmetro da boca de um buraco de minhoca típico pode ser cerca de 10^-33m.

Evidências / Existência:

Buracos negros: Os cientistas observaram muitas evidências fortes que confirmam a existência de buracos negros. A primeira detecção direta de buracos negros foi anunciada em 02/11/2016. Foi a primeira detecção tanto de ondas gravitacionais quanto de buracos negros.

Buracos de minhoca: Infelizmente, nenhuma evidência forte foi observada até o momento.

Teorias / conceitos:

Buracos negros: Os buracos negros são encontrados na teoria da relatividade especial, astrofísica, cosmologia.

Buracos de minhoca: Os buracos de minhoca são encontrados na teoria da relatividade especial, física quântica, astrofísica, física de partículas, cosmologia.

Importância:

Buracos negros: Acredita-se que os buracos negros desempenham um papel importante na evolução do universo. Eles controlam muitos objetos astronômicos.

Buracos de minhoca: Se houver buracos de minhoca, eles podem ser usados ​​como atalhos para viajar até milhões de anos-luz em um curto período de tempo. Além disso, eles permitiriam viajar no tempo para trás. De qualquer forma, uma grande quantidade de matéria exótica seria necessária para mantê-los estáticos e imutáveis. Outro problema é que qualquer entrada de matéria comum pode torná-los instáveis.

Requisitos:

Buracos negros: Os buracos negros requerem massa e densidade de energia extremamente altas.

Buracos de minhoca: A energia negativa é necessária para mantê-los estáticos e imutáveis.

Outras propriedades:

Buracos negros: Os campos gravitacionais extremamente fortes criados pelos buracos negros distorcem o espaço-tempo ao seu redor. Nada pode escapar deles devido à extrema gravidade.

Buracos de minhoca: Eles são muito pequenos e extremamente instáveis.

Cortesia de imagem:

“Wormhole” por Kes47 (?) - Arquivo: LorentzianWormhole.jpg, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia