Que horas é? Agostinho, o Abençoado, disse: "Eu sei que horas são, até que penso nisso." De acordo com o modelo padrão da física, o tempo é a quarta dimensão, além das três dimensões espaciais. Então você pode passar por ele. Durante anos, os escritores de ficção científica aproveitaram as possibilidades da viagem no tempo de várias maneiras. A cada século dominamos mais e mais novas tecnologias, descobrimos novos aspectos da ciência. O que resta para aprendermos sobre a viagem no tempo antes de começar a torná-la realidade?
Você deve ter notado que estamos constantemente nos movendo no tempo. Nós passamos por isso. No nível básico do conceito, o tempo é a taxa de mudança do universo e, independentemente de gostarmos ou não, estamos sujeitos a mudanças constantes. Nós envelhecemos, os planetas giram em torno do Sol, coisas são destruídas.
Medimos a passagem do tempo em segundos, minutos, horas e anos, mas isso não significa que o tempo flua a uma velocidade constante. Como a água de um rio, o tempo passa de maneiras diferentes em lugares diferentes. Em suma, o tempo é relativo.
Mas o que causa flutuações temporárias no caminho do berço ao túmulo? Tudo se resume à relação entre tempo e espaço. O homem é capaz de perceber em três dimensões - comprimento, largura e profundidade. O tempo complementa essa festa como a quarta dimensão mais importante. O tempo não existe sem espaço, o espaço não existe fora do tempo. E esse casal está conectado em um continuum espaço-tempo. Qualquer evento que ocorre no Universo deve envolver espaço e tempo.
Neste artigo, consideraremos as possibilidades mais reais e cotidianas de viajar no tempo em nosso Universo, bem como caminhos menos acessíveis, mas não menos possíveis, através da quarta dimensão.
Viagem temporária para o futuro
Se você quer viver alguns anos um pouco mais rápido do que outra pessoa, precisa lidar com o espaço-tempo. Os satélites de posicionamento global fazem isso todos os dias, três bilionésimos de segundo antes do curso natural do tempo. Em órbita, o tempo flui mais rápido porque os satélites estão longe da massa da Terra. E na superfície, a massa do planeta carrega consigo o tempo e o retarda em uma escala relativamente pequena.
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Este efeito é denominado dilatação do tempo gravitacional. De acordo com a teoria da relatividade geral de Einstein, a gravidade dobra o espaço-tempo e os astrônomos usam esse corolário ao estudar a luz que passa perto de objetos massivos.
Mas o que isso tem a ver com o tempo? Lembre-se - qualquer evento que ocorra no universo envolve espaço e tempo. A gravidade não apenas une o espaço, mas também o tempo.
Estando no fluxo do tempo, você dificilmente notará uma mudança em seu curso. Mas objetos que são massivos o suficiente - como o buraco negro supermassivo alfa de Sagitário, localizado no centro da nossa galáxia - irão deformar seriamente a estrutura do tempo. A massa de seu ponto de singularidade é de 4 milhões de sóis. Essa massa diminui o tempo pela metade. Cinco anos na órbita de um buraco negro (sem cair nele) são dez anos na Terra.
A velocidade do movimento também desempenha um papel importante na velocidade do fluxo do nosso tempo. Quanto mais perto você chega da velocidade máxima de movimento - a velocidade da luz - mais lento o tempo flui. No final da viagem, o relógio de um trem em movimento rápido começará a "atrasar" um bilionésimo de segundo. Se um trem atinge 99,999% da velocidade da luz, em um ano em um vagão de trem, você pode viajar duzentos e vinte e três anos no futuro.
Na verdade, viagens futuras hipotéticas no futuro são construídas sobre essa ideia, com o perdão da tautologia. Mas e o passado? Você pode voltar no tempo?
Viagem temporária no passado
Descobrimos que a jornada para o futuro acontece o tempo todo. Os cientistas provaram isso experimentalmente, e essa ideia está no cerne da teoria da relatividade de Einstein, que completa 100 anos este ano. É perfeitamente possível avançar para o futuro, a única questão é "com que rapidez"? Quando se trata de viajar no tempo, a resposta é olhar para o céu noturno.
A Via Láctea tem cerca de 100.000 anos-luz de diâmetro, o que significa que a luz de estrelas distantes deve viajar milhares e milhares de anos antes de chegar à Terra. Pegue essa luz e, em essência, você simplesmente olhará para o passado. Quando os astrônomos medem a radiação cósmica de microondas, eles estão olhando para o cosmos como era há 10 bilhões de anos. Mas isso não é tudo.
Não há nada na teoria da relatividade de Einstein que exclua a possibilidade de viajar ao passado, mas a própria possível existência de um botão que poderia levá-lo de volta ao ontem viola a lei da causalidade, ou causa e efeito. Quando algo acontece no Universo, o evento gera uma nova cadeia infinita de eventos. A causa sempre nasce antes do efeito. Imagine um mundo onde a vítima morreria antes que a bala atingisse sua cabeça. Isso é uma violação da realidade, mas, apesar disso, muitos cientistas não excluem a possibilidade de viajar ao passado.
Por exemplo, acredita-se que se mover mais rápido do que a velocidade da luz pode enviar de volta ao passado. Se o tempo diminui à medida que um objeto se aproxima da velocidade da luz, quebrar essa barreira pode voltar no tempo? É claro que, ao se aproximar da velocidade da luz, a massa relativística do objeto também cresce, ou seja, aproxima-se do infinito. Parece impossível acelerar uma massa infinita. Em teoria, a velocidade de dobra, ou seja, a deformação da velocidade como tal, pode enganar a lei universal, mas mesmo isso exigirá custos de energia colossais.
E se a viagem no tempo para o futuro e o passado depender não tanto de nosso conhecimento básico do espaço, mas mais dos fenômenos cósmicos existentes? Vamos dar uma olhada em um buraco negro.
Buracos negros e anéis de Kerr
Orbite ao redor do buraco negro por tempo suficiente e a dilatação do tempo gravitacional o jogará no futuro. Mas e se você cair direto nas mandíbulas desse monstro cósmico? Já escrevemos sobre o que acontecerá ao mergulhar em um buraco negro, mas não mencionamos uma variedade exótica de buracos negros como o anel de Kerr. Ou o buraco negro de Kerr.
Em 1963, o matemático neozelandês Roy Kerr propôs a primeira teoria realista de um buraco negro em rotação. O conceito inclui estrelas de nêutrons - estrelas em colapso massivas do tamanho de São Petersburgo, por exemplo, mas com a massa do Sol da Terra. Incluímos buracos de nêutrons na lista dos objetos mais misteriosos do Universo, chamando-os de magnetares. Kerr teorizou que se uma estrela moribunda colapsasse em um anel giratório de estrelas de nêutrons, sua força centrífuga impediria que se tornassem uma singularidade. E como o buraco negro não terá um ponto de singularidade, Kerr imaginou que seria possível entrar, sem medo de ser dilacerado pela gravidade no centro.
Se houver buracos negros de Kerr, poderíamos passar por eles e sair no buraco branco. É como o tubo de escape de um buraco negro. Em vez de sugar tudo que pode, o buraco branco vai, ao contrário, jogar fora tudo que pode. Talvez até em outra época ou outro universo.
Os buracos negros de Kerr continuam sendo uma teoria, mas se eles existem, são uma espécie de portais, oferecendo viagens unilaterais para o futuro ou o passado. E embora uma civilização extremamente avançada possa evoluir dessa maneira e viajar no tempo, ninguém sabe quando o buraco negro "selvagem" de Kerr irá desaparecer.
Buracos de minhoca (buracos de minhoca)
Os anéis de Kerr teóricos não são a única forma de possivelmente "atalhos" para o passado ou o futuro. Filmes de ficção científica - de Star Trek a Donnie Darko - geralmente lidam com a ponte teórica de Einstein-Rosen. Para você, essas pontes são mais conhecidas como buracos de minhoca.
A teoria da relatividade geral de Einstein permite a existência de buracos de minhoca, já que a teoria do grande físico se baseia na curvatura do espaço-tempo sob a influência da massa. Para entender essa curvatura, imagine o tecido do espaço-tempo como um lençol branco e dobre-o ao meio. A área da folha permanecerá a mesma, não se deformará, mas a distância entre os dois pontos de contato será claramente menor do que quando a folha estava sobre uma superfície plana.
Neste exemplo simplificado, o espaço é descrito como um plano bidimensional, e não quadridimensional, o que realmente é (lembre-se da quarta dimensão - o tempo). Buracos de minhoca hipotéticos funcionam de maneira semelhante.
Avance rapidamente para o espaço. A concentração de massa em duas partes diferentes do universo poderia criar uma espécie de túnel no espaço-tempo. Em teoria, esse túnel conectaria dois segmentos diferentes do continuum espaço-tempo entre si. Claro, é bem possível que algumas propriedades físicas ou quânticas evitem que esses buracos de minhoca surjam por conta própria. Bem, ou eles nascem e morrem imediatamente, sendo instáveis.
De acordo com Stephen Hawking, os buracos de minhoca podem existir na espuma quântica, o menor meio do universo. Túneis minúsculos estão constantemente nascendo e explodindo, ligando lugares e tempos separados por curtos momentos.
Os buracos de minhoca podem ser muito pequenos e de vida curta para uma pessoa mover, mas e se um dia pudermos encontrar, segurar, estabilizar e aumentá-los? Desde que, Hawking observa, que você estará pronto para feedback. Se quisermos estabilizar artificialmente o túnel do espaço-tempo, a radiação de nossas ações pode destruí-lo, assim como a reversão do som pode danificar um alto-falante.
Cordas cósmicas
Estamos tentando nos espremer através de buracos negros e buracos de minhoca, mas existe outra maneira de viajar no tempo usando um fenômeno cósmico teórico? Com esses pensamentos em mente, nos voltamos para o físico J. Richard Gott, que delineou a ideia de uma corda cósmica em 1991. Como o nome sugere, esses são objetos hipotéticos que podem ter se formado nos primeiros estágios do desenvolvimento do universo.
Essas cordas permeiam todo o universo, sendo mais finas que um átomo e sob forte pressão. Naturalmente, isso implica que eles dão impulso gravitacional a tudo que passa perto deles, o que significa que objetos presos à corda cósmica podem viajar no tempo a uma velocidade incrível. Se você puxar duas cordas cósmicas mais próximas uma da outra, ou colocar uma delas perto de um buraco negro, poderá criar o que é chamado de curva fechada em forma de tempo.
Usando a gravidade produzida por duas cordas cósmicas (ou uma corda e um buraco negro), a espaçonave poderia teoricamente se enviar de volta no tempo. Para fazer isso, você precisaria fazer um loop em torno das cordas cósmicas.
A propósito, as cordas quânticas são muito debatidas agora. Gott afirmou que, para viajar no tempo, seria necessário dar uma volta em torno de uma corda contendo metade da massa-energia de uma galáxia inteira. Em outras palavras, metade dos átomos da galáxia teria que ser usada como combustível para sua máquina do tempo. Bem, como todos sabem, você não pode voltar no tempo antes que a própria máquina fosse criada.
Além disso, existem paradoxos temporários.
Paradoxos da viagem no tempo
Como dissemos, a ideia de viajar no tempo é ligeiramente ofuscada pela segunda parte da lei da causalidade. A causa vem antes do efeito, pelo menos em nosso Universo, o que significa que pode arruinar até mesmo os planos de viagem no tempo mais elaborados.
Para começar, imagine que se você viajar 200 anos atrás no tempo, você aparecerá muito antes de nascer. Pense nisso por um segundo. Por algum tempo, o efeito (você) existirá antes da causa (seu nascimento).
Para entender melhor com o que estamos lidando, considere o famoso paradoxo do avô. Você é um assassino de viagens no tempo, seu próprio avô é seu alvo. Você se esgueira por um buraco de minhoca próximo e caminha até uma versão viva de 18 anos do pai de seu pai. Você levanta sua pistola, mas o que acontece quando você puxa o gatilho?
Pense nisso. Você ainda não nasceu. Até mesmo seu pai ainda não nasceu. Se você matar seu avô, ele não terá um filho. Este filho nunca dará à luz você, e você não pode viajar no tempo com uma tarefa sangrenta. E sua ausência não puxará o gatilho de forma alguma, negando assim toda a cadeia de eventos. Chamamos isso de ciclo de causas incompatíveis.
Alternativamente, considere a ideia de um loop causal sequencial. Embora faça pensar, teoricamente elimina os paradoxos temporais. De acordo com o físico Paul Davis, esse loop se parece com o seguinte: um professor de matemática vai para o futuro e rouba um teorema matemático complexo. Então ele dá para o aluno mais brilhante. Depois disso, o aluno promissor cresce e aprende para um dia se tornar o homem de quem o professor uma vez roubou um teorema.
Além disso, existe outro modelo de viagem no tempo que envolve uma distorção da probabilidade ao se aproximar da possibilidade de um evento paradoxal. O que isto significa? Vamos voltar à pele do assassino do seu avô. Este modelo de viagem no tempo pode virtualmente matar seu avô. Você pode puxar o gatilho, mas a arma não dispara. O pássaro cantará no momento certo, ou algo mais acontecerá: uma flutuação quântica não permitirá que uma situação paradoxal ocorra.
E, finalmente, o mais interessante. O futuro ou o passado que você vai pode simplesmente existir em um universo paralelo. Vamos imaginar isso como o paradoxo da separação. Você pode destruir tudo o que quiser, mas isso não afetará de forma alguma o seu mundo. Você matará seu avô, mas não desaparecerá - talvez outro “você” desapareça em um mundo paralelo, ou o cenário seguirá os padrões paradoxais que já consideramos. No entanto, é possível que esta viagem no tempo seja uma viagem única e você nunca poderá voltar para casa.
Você está completamente confuso? Bem-vindo ao mundo das viagens no tempo.
Ilya Khel
