Buraco de minhoca existe no papel, mas nunca foi encontrado no céu. As equações da relatividade geral de Einstein permitem que dois pontos distantes do universo sejam ligados por um túnel curto. O problema é que, nas versões que a matemática conhece, esse túnel se fecha mais rápido do que a luz consegue atravessar, e para mantê-lo aberto seria preciso um tipo de matéria com energia negativa que ninguém sabe se existe em quantidade suficiente. Então a resposta honesta é: é possível pela teoria, improvável pela prática, e até hoje não há nenhuma evidência de um. O resto deste artigo explica de onde a ideia veio, por que ela fascina os físicos sérios e o que teria de acontecer para um buraco de minhoca ser real.
A ideia em uma folha de papel
Pegue uma folha de papel e marque dois pontos, um em cada ponta. Para uma formiga andando sobre o papel, o caminho mais curto entre eles é uma linha reta de 30 centímetros. Agora dobre a folha ao meio, de modo que os dois pontos fiquem um em cima do outro, e fure com um lápis. A formiga passa pelo furo e chega do outro lado em um centímetro.
O papel é o espaço. A dobra é o que a gravidade faz com ele: segundo Einstein, massa entorta o espaço e o tempo ao redor, e é esse entortamento que chamamos de gravidade. O furo é o buraco de minhoca: um atalho que não passa pelo caminho normal. O nome vem justamente da minhoca que, em vez de andar pela casca da maçã, cava um túnel pelo meio.
A pergunta é se o universo permite furos assim. E a resposta da matemática, desde 1916, é que sim.
De onde veio: Einstein, Rosen e uma ponte
Meses depois de Einstein publicar a relatividade geral, em 1915, o físico austríaco Ludwig Flamm notou que uma das soluções das equações, a que descreve um buraco negro, tinha uma segunda "boca" do outro lado. Em 1935, o próprio Einstein e o colega Nathan Rosen estudaram isso a fundo e descreveram o que hoje se chama ponte de Einstein-Rosen: duas regiões do espaço ligadas por uma garganta.
Só que essa ponte tem um defeito fatal. Ela é instável: se abre e se fecha tão depressa que nem a luz atravessa. É como uma porta que bate na sua cara no instante em que você tenta passar. Por décadas, o buraco de minhoca ficou como curiosidade matemática, uma daquelas coisas que a equação permite mas o universo aparentemente não usa.
O termo "wormhole", buraco de minhoca, foi criado em 1957 pelo físico americano John Wheeler, o mesmo que popularizou a expressão "buraco negro".
A virada de 1988: dá para segurar a porta aberta?
Em 1988, o físico Kip Thorne, do Caltech, recebeu um pedido curioso do escritor Carl Sagan: ele queria mandar a personagem do livro Contato para outra estrela de um jeito que não violasse a física. Thorne e o aluno Mike Morris fizeram a conta e publicaram um artigo que mudou o assunto de lugar.
Eles mostraram que um buraco de minhoca atravessável é possível, com uma condição: a garganta precisa ser sustentada por algo que empurre o espaço para fora em vez de puxar, uma espécie de antigravidade. Isso exige o que os físicos chamam de matéria exótica, com energia negativa. Não é antimatéria, que existe e tem energia positiva normal. É algo que teria menos energia do que o vácuo, o nada.
Aqui vem a parte surpreendente: energia negativa não é pura fantasia. Em 1948, o físico holandês Hendrik Casimir previu que duas placas de metal muito próximas, no vácuo, se atraem por causa de uma leve pressão negativa entre elas, e o efeito foi medido em laboratório. O problema é a quantidade. Para manter aberto um buraco de minhoca de um metro de largura, seria preciso uma quantidade de energia negativa comparável à massa de um planeta, e o efeito Casimir produz uma fração ridícula disso. Ninguém sabe fabricar matéria exótica em escala, e ninguém sabe se ela pode existir em escala.
Como saberíamos se existisse um
Se buracos de minhoca naturais existissem, sobrando do universo jovem, eles deixariam marcas. Um objeto que entorta o espaço tanto assim funciona como uma lente: a luz das estrelas atrás dele seria esticada e deformada de um jeito específico, diferente do de um buraco negro. Astrônomos já procuraram esse padrão em levantamentos do céu e não acharam nada.
A foto de capa deste artigo mostra o efeito real de entortar o espaço. As duas galáxias amarelas no meio têm tanta massa que a luz de uma galáxia atrás delas foi curvada em arcos, formando um "sorriso". Chama-se lente gravitacional, e é a prova cotidiana de que massa dobra o espaço, exatamente o ingrediente do buraco de minhoca. O que falta é a dobra virar túnel.
Também dá para procurar pelo lado de dentro: um buraco de minhoca ligado a outra região teria sua gravidade afetada pelo que está "do outro lado". Alguns físicos propuseram que, se o buraco negro do centro da nossa galáxia fosse na verdade uma boca de buraco de minhoca, as órbitas das estrelas próximas mostrariam pequenas anomalias. As medições até agora dizem que ele se comporta como um buraco negro comum, e a diferença entre os dois está em O que acontece se você cair em um buraco negro? 5 coisas bizarras.
Buraco negro não é buraco de minhoca
Vale desfazer a confusão mais comum, que os filmes ajudam a criar. Um buraco negro é uma quantidade enorme de massa espremida a ponto de nada escapar; ele existe, foi fotografado em 2019 e 2022, e há um no centro de quase toda galáxia grande. Cair nele não leva a lugar nenhum: leva ao centro, onde a física atual para de funcionar.
Um buraco de minhoca é um túnel entre dois lugares, com entrada e saída. Ele não tem horizonte sem volta; a ideia é justamente que se possa atravessar e voltar. Nenhum foi visto, e a versão mais simples dele, a ponte de Einstein-Rosen, é um buraco negro com uma saída inútil, porque se fecha antes de qualquer coisa passar. O medo de um buraco negro engolir a Terra é assunto de Um buraco negro pode engolir a Terra?. Buraco de minhoca não engole ninguém: se existir, é passagem.
E a viagem no tempo?
Sim, é daí que vem a ideia. Thorne mostrou que, se você conseguisse um buraco de minhoca atravessável e movesse uma das bocas a uma velocidade próxima à da luz, ou a deixasse perto de uma massa enorme, o tempo passaria diferente nas duas pontas. Entrar por uma boca e sair pela outra levaria você a um momento diferente. Uma máquina do tempo, em tese.
A física tem uma resposta cautelosa para isso. O próprio Stephen Hawking propôs a "conjectura de proteção cronológica": a ideia de que as leis da natureza impedem esse tipo de viagem, provavelmente porque a energia perto da garganta cresceria sem limite e destruiria o túnel antes de ele virar máquina do tempo. Não está provado. Mas nenhum físico sério aposta na viagem no tempo, e todos concordam que ela exigiria primeiro o buraco de minhoca, que ninguém tem.
Por que os físicos continuam pensando nisso
Se é tão improvável, por que os cientistas não largam o assunto? Porque o buraco de minhoca virou uma ferramenta para pensar em problemas maiores. Em 2013, os físicos Juan Maldacena e Leonard Susskind propuseram que duas partículas "emaranhadas", aquelas que a física quântica liga de um jeito que parece instantâneo, poderiam ser descritas como ligadas por um buraco de minhoca microscópico. É uma conjectura, não um fato, mas aponta para algo que a física busca há um século: juntar a teoria da gravidade com a teoria quântica.
Em 2022, um grupo simulou num computador quântico do Google um modelo matemático que se comporta como um buraco de minhoca minúsculo. As manchetes disseram "cientistas criam buraco de minhoca"; não criaram. Simularam uma equação. Mas o fato de a simulação funcionar mostra que a ideia é útil para entender como o espaço pode emergir de coisas menores.
O filme Interestelar, de 2014, teve Thorne como consultor, e o buraco de minhoca que aparece nele foi desenhado a partir das equações reais. É o retrato mais fiel que o cinema já fez de uma coisa que talvez não exista. Para quem quer saber o que é real nas distâncias envolvidas, vale ler O que é um ano-luz? A medida do universo com exemplos simples: sem atalho, a estrela mais próxima está a quatro anos-luz, e a nave mais rápida já lançada levaria dezenas de milhares de anos para chegar lá. É por isso que a ideia de um furo no papel não sai da cabeça de ninguém.
