Buracos de minhoca não existem, Big Bang é um portal e o tempo vai e vem, propõem físicos

Enrique Gaztañaga - The Conversation - 06/02/2026

O termo buraco de minhoca foi cunhado pelo físico John Wheeler na década de 1950, o mesmo que cunhou o termo buraco negro.
[Imagem: Pixabay]

Pontes de Einstein-Rosen

Os buracos de minhoca são frequentemente imaginados como túneis através do espaço ou do tempo - atalhos pelo Universo. Mas essa imagem se baseia em uma interpretação equivocada do trabalho dos físicos Albert Einstein e Nathan Rosen.

Em 1935, enquanto estudavam o comportamento de partículas em regiões de gravidade extrema, Einstein e Rosen introduziram o que chamaram de "ponte": Uma ligação matemática entre duas cópias perfeitamente simétricas do espaço-tempo. Ela não foi concebida como uma passagem para viagens, mas como uma forma de manter a consistência entre a gravidade e a física quântica. Somente mais tarde as pontes de Einstein-Rosen passaram a ser associadas a buracos de minhoca, apesar de terem pouca relação com a ideia original.

Mas em uma nova pesquisa, meus colegas e eu mostramos que a ponte original de Einstein-Rosen aponta para algo muito mais estranho - e mais fundamental - do que um buraco de minhoca.

O quebra-cabeça que Einstein e Rosen estavam tentando resolver nunca foi sobre viagens espaciais, mas sim sobre como os campos quânticos se comportam no espaço-tempo curvo. Interpretada dessa forma, a ponte de Einstein-Rosen funciona como um espelho no espaço-tempo: Uma conexão entre duas flechas microscópicas do tempo.

A mecânica quântica governa a natureza nas menores escalas, como as partículas, enquanto a teoria da relatividade geral de Einstein se aplica à gravidade e ao espaço-tempo. Conciliar as duas continua sendo um dos maiores desafios da física. E, de forma empolgante, nossa reinterpretação pode oferecer um caminho para isso.

Arte representando um experimento quântico que testou buracos de minhoca atravessáveis.
[Imagem: inqnet/A. Mueller/Caltech]

Uma herança mal compreendida

A interpretação do "buraco de minhoca" surgiu décadas depois do trabalho de Einstein e Rosen, quando físicos especularam sobre a possibilidade de atravessar o espaço-tempo de um lado para o outro, principalmente nas pesquisas do final da década de 1980.

Mas essas mesmas análises também deixaram claro o quão especulativa era a ideia: Dentro da relatividade geral, tal jornada é proibida. A ponte se fecha mais rápido do que a luz consegue atravessá-la, tornando-a intransitável. As pontes de Einstein-Rosen são, portanto, estruturas matemáticas instáveis e inobserváveis, não portais.

Apesar disso, a metáfora do buraco de minhoca floresceu na cultura popular e na física teórica especulativa. A ideia de que buracos negros poderiam conectar regiões distantes do cosmos - ou até mesmo funcionar como máquinas do tempo - inspirou inúmeros artigos, livros e filmes.

Contudo, não há evidências observacionais de buracos de minhoca macroscópicos, nem qualquer razão teórica convincente para esperar que eles surjam dentro da teoria de Einstein. Embora extensões especulativas da física - como formas exóticas de matéria ou modificações da relatividade geral - tenham sido propostas para sustentar tais estruturas, elas permanecem não testadas e altamente conjecturais.

Espaço de fase do oscilador harmônico invertido representando soluções de energia duplamente degeneradas, positivas e negativas.
[Imagem: Enrique Gaztañaga et al. - 10.1088/1361-6382/ae3044]

Duas flechas do tempo

Nosso trabalho recente revisita o enigma da ponte de Einstein-Rosen usando uma interpretação quântica moderna do tempo, baseada em ideias desenvolvidas por Sravan Kumar e João Marto.

A maioria das leis fundamentais da física não distingue entre passado e futuro, ou entre esquerda e direita. Se o tempo ou o espaço forem invertidos em suas equações, as leis permanecem válidas. Levar essas simetrias a sério conduz a uma interpretação diferente da ponte de Einstein-Rosen.

Em vez de um túnel através do espaço, ela pode ser entendida como dois componentes complementares de um estado quântico. Em um deles, o tempo flui para a frente; no outro, flui para trás a partir de sua posição refletida em um espelho.

Essa simetria não é uma preferência filosófica. Uma vez excluídos os infinitos, a evolução quântica deve permanecer completa e reversível em nível microscópico - mesmo na presença da gravidade.

A "ponte" expressa o fato de que ambos os componentes temporais são necessários para descrever um sistema físico completo. Em situações comuns, os físicos ignoram o componente temporal invertido, escolhendo uma única seta do tempo.

Mas perto de buracos negros, ou em universos em expansão e colapso, ambas as direções devem ser incluídas para uma descrição quântica consistente. É aqui que as pontes de Einstein-Rosen surgem naturalmente.

Pontes de Einstein-Rosen: "Uma partícula no Universo físico deve ser descrita por uma ponte matemática entre duas camadas do espaço-tempo."
[Imagem: Enrique Gaztañaga et al. - 10.1088/1361-6382/ae3044]

Resolvendo o paradoxo da informação

No nível microscópico, a ponte permite que a informação atravesse o que nos parece um horizonte de eventos - um ponto sem retorno. A informação não desaparece; ela continua evoluindo, mas na direção temporal oposta, espelhada.

Esse arcabouço oferece uma resolução natural para o famoso paradoxo da informação do buraco negro. Em 1974, Stephen Hawking demonstrou que os buracos negros irradiam calor e podem eventualmente evaporar, aparentemente apagando toda a informação sobre o que caiu neles - contradizendo o princípio quântico de que a evolução deve preservar a informação.

O paradoxo emerge apenas se insistirmos em descrever os horizontes usando uma única seta unilateral do tempo extrapolada para o infinito - uma suposição que a própria mecânica quântica não exige.

Se a descrição quântica completa incluir ambas as direções do tempo, nada é verdadeiramente perdido. A informação deixa nossa direção do tempo e reaparece na direção inversa. A completude e a causalidade são preservadas, sem invocar uma nova física exótica.

Essas ideias são difíceis de compreender porque somos seres macroscópicos que experimentam apenas uma direção do tempo. Em escalas cotidianas, a desordem - ou entropia - tende a aumentar. Um estado altamente ordenado evolui naturalmente para um estado desordenado, e nunca o inverso. Isso nos dá uma flecha do tempo.

Mas a mecânica quântica permite comportamentos mais sutis. De modo intrigante, evidências dessa estrutura oculta podem já existir. A radiação cósmica de fundo em micro-ondas - o brilho residual do Big Bang - mostra uma assimetria pequena, porém persistente: Uma preferência por uma orientação espacial em relação à sua imagem espelhada.

Essa anomalia intriga os cosmólogos há duas décadas. Os modelos padrão atribuem a ela uma probabilidade extremamente baixa - a menos que componentes quânticos espelhados sejam incluídos.

Uma simulação de 4.000 universos pretende solucionar o mistério do Big Bang.
[Imagem: The Institute of Statistical Mathematics/NAOJ]

Ecos de um Universo anterior?

Esse quadro se conecta naturalmente a uma possibilidade mais profunda. O que chamamos de "Big Bang" pode não ter sido o início absoluto, mas um rebote - uma transição quântica entre duas fases da evolução cósmica com o tempo invertido.

Nesse cenário, buracos negros poderiam funcionar como pontes não apenas entre direções temporais, mas entre diferentes épocas cosmológicas. Nosso Universo poderia ser o interior de um buraco negro formado em outro cosmos, o cosmos progenitor. Ele poderia ter-se formado quando uma região fechada do espaço-tempo colapsou, ricocheteou e começou a se expandir como o Universo que observamos hoje.

Se essa imagem estiver correta, ela também oferece uma maneira para as observações confirmarem essa hipótese. Relíquias da fase pré-rebote - como buracos negros menores - poderiam sobreviver à transição e reaparecer em nosso Universo em expansão. Parte da matéria invisível que atribuímos à matéria escura poderia, na verdade, ser composta por tais relíquias.

Nessa perspectiva, o Big Bang evoluiu a partir de condições em uma contração precedente. Buracos de minhoca não são necessários: A ponte é temporal, não espacial - e o Big Bang se torna um portal, não um começo.

Essa reinterpretação das pontes de Einstein-Rosen não oferece atalhos através de galáxias, nem viagens no tempo, nem buracos de minhoca ou hiperespaço da ficção científica. O que ela oferece é muito mais profundo. Ela oferece uma imagem quântica consistente da gravidade, na qual o espaço-tempo incorpora um equilíbrio entre direções opostas do tempo - e onde nosso Universo pode ter tido uma história antes do Big Bang.

Isso não invalida a relatividade de Einstein nem a física quântica - pelo contrário, as complementa. A próxima revolução na física pode não nos levar a viajar mais rápido que a luz, mas poderá revelar que o tempo, nas profundezas do mundo microscópico e em um Universo em constante movimento, flui em ambas as direções.

Enrique Gaztañaga, autor deste artigo, é professor de astrofísica no Instituto de Cosmologia e Gravitação da Universidade de Portsmouth.

Este artigo foi republicado da revista The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original

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