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Será que os buracos de minhoca - um fenômeno teórico predito pela relatividade geral - criam atalhos através do espaço-tempo e possibilitam viagens temporais? Crédito: Shutterstock

Em particular, viajar para o passado ou para o futuro, de acordo com as teorias atuais da física, é possível?

A relatividade especial nos ensina que as três dimensões do espaço e a dimensão solitária de tempo estão entrelaçadas como um tecido. É impossível pensar nelas como entidades separadas, mas sim como uma entidade unificada singular - o espaço-tempo. Não podemos pensar em movimento através do espaço sem estar consciente do movimento através do tempo, e vice-versa. Esquerda-direita, de cima para baixo, de trás para frente e do passado para o futuro estão todos em pé de igualdade.

E, no entanto, o tempo parece um pouco diferente. Nós temos completa liberdade de movimento dentro do espaço, mas não podemos deixar o nosso futuro. O tempo parece ter uma "seta", enquanto que as dimensões espaciais são ambidestras. Dada a unidade entre tempo e espaço, ele leva a uma pergunta óbvia: a viagem no tempo, de qualquer tipo, é possível? Em qualquer circunstância? De forma absoluta?

Muitas histórias de ficção científica exploram o desejo da humanidade de viajar no tempo. Essa coisa é realmente possível em nosso universo? Crédito: Universal

Para o futuro: Claro

Curiosamente, a resposta é sim! Não podemos evitar de se mover para o nosso futuro, mas podemos controlar a taxa que nos se movemos através do tempo. Esta é uma consequência de uma outra lição da relatividade: Nem todos os relógios são os mesmos. 

A velocidade com que você se move através do espaço determina a velocidade com que você se move através do tempo. Na frase sucinta: relógios se movendo correm devagar.


Se você pudesse construir um foguete grande o suficiente (não me pergunte como, isso é um problema de engenharia) para fornecer uma aceleração constante de 1g (9,8 metros por segundo ao quadrado, a mesma aceleração da gravidade da Terra em sua superfície), você pode chegar ao centro da Via Láctea - a 20.000 saudáveis anos-luz ​​de distância - em apenas algumas décadas de seu tempo pessoal.

Você poderia parar por algumas horas, fazer um piquenique perto de Sagitário A* (o buraco negro no centro da galáxia), e então subir de volta no seu foguete e voltar para a Terra.

Quando você estiver de volta, você será elegível para benefícios de aposentadoria, isto é se esta instituição ainda existir, porque enquanto você só viajou por algumas décadas, de acordo com o relógio em sua nave, cerca de 40.000 anos se passaram na Terra.

Fechando o circuito

O tempo é relativo, mas ainda flui na mesma direção para todos. A pergunta se podemos ir em marcha à ré está sob o domínio da relatividade geral (RG) - esta é a linguagem matemática que usamos para não só entender a gravidade, mas a conexão integral entre o espaço-tempo e movimento. 

Na RG, fazemos uma pergunta um pouco mais técnica: Existe algum arranjo de matéria e energia (o material que deforma o espaço-tempo) para permitir a existência de curvas tipo-tempo fechadas, ou CTF? Eu sei que este é um jargão, mas é uma frase divertida para jogar numa mesa de bar. "Curva" aqui significa um caminho, "tipo-tempo" significa que você nunca irá mais rápido que a velocidade da luz, e "fechadas" significa que ele retorna ao seu ponto de partida - em outras palavras, o seu próprio passado.

Assim, Oráculo de Einstein, as CTFs são permitidas?

Sim!

Bem…. 

Criadores de ficção científica gostam de brincar com a viagem no tempo, mas é possível uma coisa dessas no universo real? Crédito: BBC

As possibilidades são finitas

Há cerca de meia dúzia de configurações conhecidas do espaço-tempo que permitem as CTFs, ou o tempo de viagem para o passado. Por exemplo, Kurt Gödel (autor do famoso Teorema da Incompletude Teorema de Gödel) descobriu que, se a expansão do universo estivesse se acelerando (o que, na verdade, está) e o universo também estiver girando, as CTFs seriam permitido e poderíamos viajar em nosso passado por um capricho.

Mas a ideia de Gödel foi discutível - todas as observações indicam que o universo não está em rotação, então esta solução em particular não se aplica ao nosso universo, e a viagem no tempo para o passado é proibida.

Ah! Mas e se fôssemos construir um cilindro maciço infinitamente longo e configurá-lo para girar sobre seu eixo próximo da velocidade da luz? Ele iria arrastar no espaço-tempo ao seu redor, e certos caminhos em torno desse cilindro giratório iria acabar em seu próprio passado. Espero que não hajam cilindros maciços infinitamente longos no Universo, ou poderemos ter sérios problemas.

Espere, temos outra alternativa: Se você fazer um buraco de minhoca (um atalho entre dois locais distantes no espaço-tempo) e enviar uma nave próxima da velocidade da luz e trazê-la de volta, os efeitos normais de dilatação do tempo iriam colocar a nave no "futuro" e quando ela voltasse, ela ficaria no passado dela mesma (loucura, não?!). Porém, os wormholes exigem que uma "massa negativa" exista. Mas essa massa negativa existe no Universo? Bem, hmm.

Para o passado: Não

É a mesma história de sempre. Para cada cenário que inventarmos na relatividade geral para permitir CTFs e a viagem no tempo em nosso próprio passado, a natureza encontra uma maneira de confundir nossos planos e descarta o cenário.

O que está acontecendo? A relatividade geral permite - em princípio - a viagem no tempo para o passado, mas parece ser descartada em todos os casos. Parece que algo engraçado está acontecendo. Deve existir alguma regra fundamental para não permitir viagens no tempo. Mas não há uma. Não podemos apontar para qualquer interação de partículas no nível subatômico claramente que impeça a formação de CTFs.

A progressão inevitável do tempo do passado para o futuro se assemelha a outra lei indomável da natureza: entropia. Essa é a lei de ferro da termodinâmica, que afirma que sistemas fechados vão da ordem à desordem. (Essa lei explica por que uma xícara quebrada não volta a se montar por conta própria sozinha). O tempo está ligado à entropia? Talvez, mas isso é assunto para outro artigo...

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Autor Felipe Sérvulo

Graduado em Física pela UEPB. Mestrando em Cosmologia, gravitação e física das partículas pela UFCG. Possui experiência na área de divulgação científica com ênfase em astronomia, astrofísica, astrobiologia, cosmologia, biologia evolutiva e história da ciência. Possui experiência na área de docência informática, física, química e matemática, com ênfase em desenvolvimento de websites e design gráfico e experiência na área de artes, com ênfase em pinturas e desenhos realistas. Fundador do Projeto Mistérios do Universo, colaborador, editor, tradutor e colaborador da Sociedade Científica e do Universo Racionalista. Membro da Associação Paraibana de Astronomia. Pai, nerd, geek, colecionador, aficionado pela arte, pela astronomia e pelo Universo. Curriculum Lattes: http://lattes.cnpq.br/8938378819014229
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