O que são buracos brancos? O enigmático oposto dos buracos negros

No imaginário popular e na ficção científica, buracos negros ocupam o posto de objetos mais misteriosos do cosmos, com sua capacidade de aprisionar tudo o que ultrapassa seu horizonte de eventos, inclusive a luz. Porém, menos conhecida é a hipótese teórica de sua contraparte matemática: os buracos brancos. Embora nunca detectados de forma direta, esses objetos figuram como soluções legítimas das equações da relatividade geral de Einstein e têm despertado cada vez mais interesse nas últimas décadas, principalmente dentro da física quântica e cosmologia moderna.
Ao contrário dos buracos negros, que capturam matéria e energia sem permitir qualquer escape, um buraco branco seria um objeto do qual nada poderia entrar, mas de onde partículas e radiação poderiam escapar. Em termos práticos, seria como um buraco negro rodando o tempo ao contrário. A ideia, embora exótica, não surgiu como fruto da imaginação, mas como uma consequência natural da simetria temporal presente nas equações que descrevem os campos gravitacionais extremos.

Fundamentos teóricos e origem da hipótese
O conceito de buraco branco aparece pela primeira vez de forma sistematizada nos anos 1960, quando físicos como Igor Novikov e outros teóricos soviéticos começaram a explorar as soluções completas das equações de Einstein. Na prática, ao estender matematicamente o espaço-tempo de um buraco negro para o “outro lado” de seu horizonte de eventos, obtém-se uma região onde o tempo parece fluir ao contrário para as partículas em relação ao observador externo, configurando as condições teóricas de um buraco branco. Como explica a Space.com, enquanto um buraco negro é uma singularidade gravitacional onde a densidade se torna infinita e a matéria é aprisionada, um buraco branco seria a singularidade inversa: matéria e energia só podem sair, sem possibilidade de retorno. No entanto, esse comportamento levanta questões sérias sobre sua viabilidade física, estabilidade e possibilidade de formação natural no universo.
A ideia ganhou nova relevância nas últimas décadas, quando teorias modernas da gravidade quântica — especialmente a gravidade quântica de loop — passaram a sugerir que buracos negros poderiam evoluir para buracos brancos no final de sua vida útil. De acordo com a Science Focus, após a completa evaporação de um buraco negro via radiação Hawking, o objeto remanescente poderia sofrer um processo de tunelamento quântico e “renascer” como um buraco branco, liberando a informação antes aprisionada.

Modelos quantizados e propostas cosmológicas
A partir dessa concepção, diversos trabalhos teóricos tentaram modelar matematicamente essa transição. No artigo “White holes as remnants” (Bianchi, Rovelli et al., 2018), propôs-se que buracos negros poderiam sofrer tunelamento quântico antes de completarem sua evaporação, tornando-se buracos brancos estáveis de pequeno porte. Esse cenário poderia resolver o célebre paradoxo da informação dos buracos negros, pois a informação presa no interior do buraco seria liberada de forma ordenada pelo buraco branco.
Outro estudo relevante, “Evaporating black‑to‑white hole” (Martin‑Dussaud & Rovelli, 2019), refinou essa proposta ao modelar matematicamente a transição entre buraco negro e buraco branco, levando em conta a radiação Hawking e os efeitos da gravidade quântica. Os autores argumentam que esse processo poderia evitar a formação de uma singularidade final e permitir que a informação escape sem violar as leis fundamentais da física. Ainda mais ambicioso é o modelo de Olmedo, Saini & Singh (2017), que no artigo “From black holes to white holes” demonstrou, dentro do formalismo da gravidade quântica de loop, um “rebote” gravitacional simétrico, chamado de bounce, que conecta diretamente o colapso gravitacional de um buraco negro à expansão de um buraco branco, sem passar por uma singularidade de densidade infinita. Essa solução, embora altamente especulativa, sugere que os buracos negros poderiam funcionar como portais temporais, conectando diferentes regiões do espaço-tempo ou até mesmo servindo como embriões de novos universos.

Buracos brancos e astrofísica de altas energias
A despeito de seu caráter teórico, a hipótese dos buracos brancos sempre teve apelo entre astrofísicos devido às suas possíveis implicações observacionais. No clássico artigo de Narlikar & Apparao (1975) publicado na Astrophysics & Space Science, propôs-se que buracos brancos poderiam ser responsáveis por fenômenos astrofísicos de alta energia, como explosões de raios gama (GRBs) e emissões intensas de raios cósmicos. Esses eventos, cuja origem ainda intriga os cientistas, poderiam teoricamente ser explicados pela liberação instantânea de matéria e energia associada a buracos brancos em formação.
Mais recentemente, Zaslavskii (2017) investigou o comportamento de partículas próximas ao horizonte de um buraco branco e demonstrou que colisões nessas regiões poderiam atingir energias infinitas no referencial de centro de massa, tornando esses objetos candidatos teóricos a aceleradores naturais de partículas cósmicas. Essa possibilidade, embora fascinante, permanece fora do alcance tecnológico atual para confirmação direta.

Estabilidade, críticas e obstáculos físicos
Apesar do entusiasmo teórico, a viabilidade dos buracos brancos enfrenta obstáculos conceituais significativos. Um dos maiores desafios reside na questão da estabilidade. Segundo o artigo da Scientific American, qualquer perturbação externa — mesmo um simples grão de poeira — poderia desestabilizar o horizonte de um buraco branco e convertê-lo imediatamente em um buraco negro, inviabilizando sua persistência no universo real. A revisão técnica de 2024 no JHEP reforça esse ponto, destacando que as soluções de buracos brancos são extremamente instáveis sob condições astrofísicas típicas. No entanto, modelos mais recentes, como o de Rovelli & Vidotto (2018), propõem que buracos brancos microscópicos — no tamanho da escala de Planck — poderiam ser estáveis o suficiente para sobreviver desde o Big Bang e compor parte da matéria escura que permeia o universo. Essa sugestão é particularmente interessante porque, se verdadeira, permitiria explicar parte da massa invisível observada gravitacionalmente em galáxias e aglomerados sem recorrer a partículas hipotéticas. No entanto, a dificuldade prática em detectar objetos tão pequenos e exóticos torna essa hipótese especulativa, embora teoricamente plausível.

Buracos brancos na cultura científica e na filosofia
Fora dos círculos acadêmicos, os buracos brancos também se tornaram tema recorrente em livros e debates filosóficos. O físico Carlo Rovelli, um dos principais proponentes da gravidade quântica de loop, dedica parte de seu livro White holes: inside the horizon a discutir as possíveis implicações filosóficas e cosmológicas desses objetos, mesclando ciência rigorosa e especulação poética. Para Rovelli, buracos brancos não apenas resolveriam dilemas técnicos da física teórica, mas também reconfigurariam nossa compreensão do tempo, da causalidade e da origem do universo.
Curiosamente, até demonstrações experimentais em laboratório tentaram mimetizar, de forma análoga, o comportamento de buracos brancos. Em artigo publicado na Wired (2010), pesquisadores utilizaram um hydraulic jump — o salto hidráulico formado pela água ao colidir com uma superfície — para reproduzir o comportamento de um horizonte de buraco branco, onde ondas se propagam apenas para fora da região central. Embora apenas uma analogia, a experiência reforça o fascínio por esses objetos teóricos.

Apesar de nunca terem sido observados diretamente, os buracos brancos continuam a ocupar um lugar peculiar na física teórica contemporânea. Eles exemplificam como soluções matemáticas elegantes podem apontar para fenômenos ainda não descobertos ou sugerir novos caminhos para resolver problemas antigos. Seu papel potencial na resolução do paradoxo da informação, na explicação de fenômenos de alta energia e até na constituição da matéria escura mantém esses objetos na pauta dos debates cosmológicos.

Seja como solução teórica, ferramenta para experimentos mentais ou hipótese cosmológica, os buracos brancos demonstram que, mesmo um século após Einstein, o espaço-tempo ainda guarda mistérios que desafiam nossa imaginação. Talvez o futuro da astrofísica, impulsionado pela próxima geração de telescópios e detectores de partículas, possa finalmente revelar se esses objetos são apenas abstrações matemáticas ou realidades exóticas esperando para serem descobertas.