Buracos de minhoca são atalhos teóricos no espaço-tempo que poderiam ligar regiões muito distantes do Universo. Em Star Trek, eles aparecem como túneis, vórtices e portais convenientes; na física, seriam estruturas matematicamente possíveis, mas difíceis de manter abertas e ainda mais difíceis de atravessar. A diferença entre uma coisa e outra está justamente no detalhe: a série quer levar a tripulação até a próxima aventura, enquanto a relatividade geral exige matéria exótica, estabilidade e uma boa dose de prudência.
Nas telas, uma extremidade costuma parecer um redemoinho ou um corredor luminoso. Simulações de computador indicam outra aparência: uma bolha de sabão, ou uma bola de cristal, cuja superfície mostraria imagens distorcidas e multiplicadas do que existe do outro lado. Seria possível contornar essa abertura e entrar por qualquer direção. O centro da bolha não seria um centro; você sairia por outra bolha semelhante, em algum lugar completamente diferente. Bonito. Também um pouco alarmante.
Como surgiu o primeiro buraco de minhoca em Star Trek?
O primeiro buraco de minhoca de Star Trek apareceu em Star Trek: The Motion Picture, de 1979, quando o comandante Willard Decker anuncia: “A distorção do buraco de minhoca sobrecarregou os sistemas principais de energia”. A falha no motor de dobra cria uma região deformada do espaço-tempo, suga a nave Enterprise e leva seus sistemas ao colapso, enquanto um asteroide ameaça transformar a cena em sucata interestelar.
A referência era pioneira para uma ideia que ainda circulava em um nicho da física. O termo “buraco de minhoca” foi cunhado por John Wheeler e Charles Misner em 1957, no artigo Classical Physics as Geometry. Eles imaginavam cargas elétricas, como elétrons, nas extremidades de túneis espaciais. Em 1973, H. G. Ellis e K. A. Bronnikov publicaram, de forma independente, descrições de buracos de minhoca atravessáveis compatíveis com as equações da relatividade geral. Não usaram o nome de Wheeler, mas deixaram o esqueleto matemático da criatura.
A versão do filme, claro, não corresponde exatamente ao que os físicos passaram a chamar de buraco de minhoca atravessável. Ela não parece conduzir a lugar algum e desaparece assim que a tripulação recupera o controle da nave e abandona a velocidade de dobra. Ainda assim, há uma ideia defensável ali. Um motor de dobra, se existisse, poderia deformar o espaço-tempo de maneira extrema.
Se uma forma de matéria exótica, com pressão negativa, fosse colocada em uma região minúscula do espaço-tempo, as equações de Einstein permitiriam que essa região se expandisse de modo exponencial. E, se o espaço ao redor não acompanhasse a expansão, para onde iria todo esse espaço novo? Uma hipótese é que ele se projetasse em um universo diferente, formando uma passagem estreita entre as duas regiões. Parece absurdo — não, o contrário: é uma possibilidade que a matemática não descarta.
Quem atravessasse um buraco de minhoca ficaria em câmera lenta?
Não. Para quem viajasse dentro do buraco de minhoca, o tempo passaria normalmente, com o relógio marcando um segundo a cada segundo; a dilatação gravitacional não faria a tripulação se mover em câmera lenta.
É exatamente isso que o primeiro filme erra. Durante a passagem, os tripulantes falam e se movimentam devagar, lutando para disparar torpedos fotônicos antes da colisão com o asteroide. A relatividade geral prevê que a gravidade pode alterar a passagem do tempo, mas o viajante não perceberia seu próprio corpo desacelerando. Ele poderia sair do túnel e descobrir que seus amigos envelheceram muito mais. Os amigos, entretanto, também não teriam visto o tempo correr em aceleração. Cada lado sentiria o próprio tempo normalmente; a divergência apareceria na comparação.
Estranho, mas não inédito. Relógios instalados em satélites de GPS passam por uma dilatação temporal diferente daquela experimentada por relógios na superfície terrestre, porque permanecem em um campo gravitacional mais fraco. Quando os relógios são comparados, acumulam quantidades ligeiramente diferentes de tempo. A escala é outra, evidentemente. O princípio, não.
O capitão de uma nave pode ter como lema “ir audaciosamente”, mas um físico avesso a risco faria algumas perguntas antes de apertar o botão. A abertura estável? O destino conhecido? A nave inteira, inclusive os parafusos, concorda com o plano? Em uma aventura de televisão, essas perguntas atrasam o episódio. Na relatividade, elas são o episódio.
Um buraco de minhoca atravessável poderia permanecer aberto?
Um buraco de minhoca atravessável precisaria de matéria exótica para não colapsar, e a estabilidade dessa estrutura continua sendo um problema teórico sério.
No fim dos anos 1980, Star Trek: The Next Generation aproximou sua representação do modelo de buraco de minhoca atravessável desenvolvido, entre outros, por Kip Thorne em 1988. O astrofísico norte-americano, que mais tarde receberia o Nobel, estudou quais condições seriam necessárias para transformar um túnel matemático em uma passagem entre regiões distantes do mesmo Universo.
O resultado não foi exatamente um manual de construção. Thorne mostrou que manter o túnel aberto exigiria uma forma exótica de matéria, capaz de violar certas condições de energia que os físicos esperam ver respeitadas em escalas grandes. O problema não termina aí. O modelo Ellis-Bronnikov usa esse tipo de matéria como escoramento, mas perturbações mínimas podem provocar o colapso rápido da estrutura, algo indicado por diversas simulações numéricas.
Uma versão giratória do buraco de minhoca Ellis-Bronnikov parece mais robusta. Parece. Sua chamada estabilidade não linear ainda não foi estabelecida, o que é uma maneira elegante de dizer que ninguém deveria estacionar uma nave ali sem ler as letras miúdas. Mandar uma estrela através do túnel seria um teste útil, embora também seja uma forma bastante criativa de perder a estrela.
A ciência de Star Trek vive nesse intervalo fértil entre o possível nas equações e o plausível no Universo. A franquia não inventou a relatividade, nem transformou túneis espaciais em tecnologia de transporte. Fez algo mais interessante: colocou uma especulação difícil diante de uma tripulação, deu a ela um painel cheio de luzes e perguntou o que aconteceria.
Talvez algum fenômeno do Universo primordial tenha produzido estruturas parecidas, a partir de flutuações raras. Talvez não. Ainda não sabemos sequer se um buraco de minhoca atravessável pode existir fora do papel, muito menos se sobreviveria à passagem de uma nave. Por isso, se uma bolha de sabão cósmica surgir diante da minha espaçonave, eu deixaria a Frota Estelar entrar primeiro. A imagem do outro lado pode estar multiplicada; o risco, não.
