Um novo modelo matemático sugere que o entrelaçamento quântico entre buracos negros pode criar túneis espaço-temporais irregulares semelhantes a lagartas. Pesquisadores da Universidade de Brandeis descobriram que esses buracos de minhoca são tipicamente irregulares em vez de suaves, diferindo das teorias anteriores. Este trabalho visa esclarecer os interiores misteriosos dos buracos negros.
Em 2013, os físicos Juan Maldacena na Universidade de Princeton em Nova Jersey e Leonard Susskind na Universidade de Stanford na Califórnia propuseram que, para buracos negros, uma ponte de Einstein-Rosen — um buraco de minhoca conectando pontos distantes no espaço-tempo — poderia ser equivalente a um par de Einstein-Podolsky-Rosen, onde partículas estão ligadas por entrelaçamento quântico.
Baseando-se nisso, Brian Swingle na Universidade de Brandeis em Massachusetts e seus colegas analisaram buracos negros entrelaçados matematicamente. Suas descobertas, publicadas em Physical Review Letters (DOI: 10.1103/btw6-44ry), revelam um quadro mais complexo. "Estudar buracos de minhoca que conectam buracos negros entrelaçados quânticamente ajuda, em última análise, os pesquisadores a entenderem mais sobre os interiores dos buracos negros, que são lugares mal compreendidos cheios de mistério devido à força notável com que a gravidade atua lá", diz Swingle.
A equipe explorou se os buracos de minhoca seguem uma regra semelhante à dos buracos negros, onde o tamanho interior corresponde à complexidade quântica. Sem uma teoria completa de gravidade quântica, eles usaram um modelo incompleto ligando a física quântica e a gravidade, que Swingle acredita oferecer insights valiosos.
Seus cálculos mostram uma correspondência entre a aleatoriedade quântica microscópica de um buraco de minhoca e seu comprimento geométrico. Buracos de minhoca típicos são menos propensos a serem suaves e mais propensos a protuberâncias feitas de matéria, ganhando o apelido de "lagarta de Einstein-Rosen". Isso contrasta com o modelo de 2013, que pode se aplicar apenas a casos especiais que produzem buracos de minhoca suaves.
Donald Marolf na Universidade da Califórnia, Santa Bárbara, observa que o trabalho adiciona insights, mas não cobre os casos mais comuns de entrelaçamento. A vasta gama de estados possíveis de buracos negros excede aqueles em nosso universo, exigindo estudos adicionais. Swingle sugere o uso futuro de computadores quânticos para simular esses fenômenos, potencialmente avançando tanto a teoria quântica quanto a pesquisa em gravidade.