Se você puder viajar no tempo, diga a Stephen Hawking que falamos um oi

A viagem no tempo é possível?

Crédito da imagem: gremlin / Getty

Resposta curta: Sim, e você está fazendo isso agora, lançando-se para o futuro a uma taxa impressionante de um segundo por segundo. Você está quase sempre se movendo no tempo na mesma velocidade, esteja assistindo a tinta secar ou desejando ter mais horas para visitar um amigo de fora da cidade.

Mas esse não é o tipo de viagem no tempo que cativou incontáveis escritores de ficção científica ou estimulou um gênero tão extenso que a Wikipedia lista quase 400 títulos na categoria "Filmes sobre viagem no tempo". Em franquias como "Doctor Who", "Star Trek" e "Back to the Future", os personagens entram em algum veículo selvagem para voar para o passado ou girar para o futuro. Uma vez que os personagens tenham viajado no tempo, eles lutam com o que acontece se você muda o passado ou o presente com base nas informações do futuro (que é onde as histórias de viagens no tempo se cruzam com a ideia de universos paralelos ou linhas do tempo alternativas).

Embora muitas pessoas fiquem fascinadas com a ideia de mudar o passado ou ver o futuro antes que seja devido, nenhuma pessoa jamais demonstrou o tipo de viagem no tempo de ida e volta visto na ficção científica, ou propôs um método de enviar uma pessoa através de importantes períodos de tempo que não os destruiriam no caminho. E, como o físico Stephen Hawking apontou em seu livro "Black Holes and Baby Universes" (Bantam, 1994), "A melhor evidência que temos de que a viagem no tempo não é possível, e nunca será, é que não fomos invadidos por hordas de turistas do futuro."

A ciência apoia certa quantidade de flexão do tempo, no entanto. Por exemplo, a teoria da relatividade especial do físico Albert Einstein propõe que o tempo é uma ilusão que se move em relação a um observador. Um observador viajando próximo à velocidade da luz experimentará o tempo, com todos os seus efeitos colaterais (tédio, envelhecimento, etc.) muito mais lentamente do que um observador em repouso. É por isso que o astronauta Scott Kelly envelheceu um pouco menos ao longo de um ano em órbita do que seu irmão gêmeo que ficou aqui na Terra.

Existem outras teorias científicas sobre a viagem no tempo, incluindo algumas físicas estranhas que surgem em torno de buracos de minhoca, buracos negros e teoria das cordas. Para a maior parte, porém, a viagem no tempo continua sendo o domínio de uma variedade cada vez maior de livros, filmes, programas de televisão, quadrinhos, videogames e muito mais da ficção científica.

RELATIVIDADE ESPECIAL E VIAGEM NO TEMPO PARA O FUTURO PRÓXIMO

Os irmãos gêmeos Scott e Mark Kelly são astronautas e participaram de estudos importantes sobre os efeitos do espaço no corpo humano. Crédito da imagem: NASA / Robert Markowitz

Einstein desenvolveu sua teoria da relatividade especial em 1905. Junto com sua expansão posterior, a teoria da relatividade geral, ela se tornou um dos princípios fundamentais da física moderna. A relatividade especial descreve a relação entre espaço e tempo para objetos que se movem a velocidades constantes em linha reta.

A versão curta da teoria é aparentemente simples. Em primeiro lugar, todas as coisas são medidas em relação a alguma outra coisa, isto é, não existe um quadro de referência "absoluto". Em segundo lugar, a velocidade da luz é constante. Ela permanece a mesma não importa o quê e de onde é medida. E terceiro, nada pode ir mais rápido do que a velocidade da luz.

A partir desses princípios simples desdobra-se a viagem no tempo real, na vida real. Um observador viajando em alta velocidade experimentará o tempo em uma taxa mais lenta do que um observador que não está acelerando no espaço.

Embora não aceleremos os humanos até a velocidade próxima à da luz, nós os enviamos girando ao redor do planeta a 28.160 km/h (17.500 mph) a bordo da Estação Espacial Internacional. O astronauta Scott Kelly nasceu após seu irmão gêmeo e também astronauta, Mark Kelly. Scott Kelly passou 520 dias em órbita, enquanto Mark registrou 54 dias no espaço. A diferença na velocidade com que vivenciaram o tempo ao longo de suas vidas, na verdade, aumentou a diferença de idade entre os dois homens.

"Então, enquanto eu costumava ser apenas 6 minutos mais velho, agora sou 6 minutos e 5 milissegundos mais velho", disse Mark Kelly em um painel de discussão em 12 de julho de 2020." Agora eu tenho isso na cabeça dele."

RELATIVIDADE GERAL E VIAGEM NO TEMPO POR GPS

Esta imagem fora da escala mostra a constelação de satélites GPS girando em torno da Terra em órbitas distantes. Crédito da imagem: NOAA

A diferença que a órbita baixa da Terra faz na vida de um astronauta pode ser insignificante, mais adequada para piadas entre irmãos do que na extensão de vida real ou visitas a um futuro distante, mas a dilatação no tempo entre as pessoas na Terra e os satélites GPS voando pelo espaço tem um diferença.

O Sistema de Posicionamento Global, ou GPS, nos ajuda a saber exatamente onde estamos, comunicando-nos com uma rede de algumas dezenas de satélites posicionados em uma órbita alta da Terra. Os satélites circundam o planeta a uma distância de 12.500 milhas (20.100 quilômetros), movendo-se a 8.700 mph (14.000 km/h).

De acordo com a relatividade especial, quanto mais rápido um objeto se move em relação a outro objeto, mais devagar esse primeiro objeto experimenta o tempo. Para satélites GPS com relógios atômicos, esse efeito corta 7 microssegundos, ou 7 milionésimos de segundo, a cada dia, de acordo com a publicação Physics Central da American Physical Society.

Então, de acordo com a relatividade geral, os relógios mais próximos do centro de uma grande massa gravitacional como a Terra marcam mais lentamente do que os mais distantes. Portanto, como os satélites GPS estão muito mais distantes do centro da Terra em comparação com os relógios na superfície, a Physics Central acrescentou isso adicionando outros 45 microssegundos aos relógios dos satélites GPS a cada dia. Combinado com os 7 microssegundos negativos do cálculo da relatividade especial, o resultado líquido é um acréscimo de 38 microssegundos.

Isso significa que, para manter a precisão necessária para localizar seu carro ou telefone, ou, como o sistema é operado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos, um drone militar, os engenheiros devem contabilizar 38 microssegundos extras em cada dia de satélite. Os relógios atômicos a bordo não marcam para o dia seguinte até que tenham funcionado 38 microssegundos a mais do que relógios comparáveis na Terra.

Dados esses números, levaria mais de sete anos para que o relógio atômico de um satélite GPS se dessincronizasse do relógio da Terra em mais de um piscar de olhos. (Fizemos as contas: se você estimar que uma piscada dure pelo menos 100.000 microssegundos, como faz o banco de dados de números biológicos úteis de Harvard, levaria milhares de dias para que essas mudanças de 38 microssegundos se acumulassem.)

Este tipo de viagem no tempo pode parecer tão insignificante quanto a diferença de idade dos irmãos Kelly, mas dada a hiperprecisão da tecnologia GPS moderna, isso realmente importa. Se ela pode se comunicar com os satélites zunindo no alto, seu telefone pode determinar sua localização no espaço e no tempo com incrível precisão.

OS BURACOS DE MINHOCA PODEM NOS LEVAR DE VOLTA NO TEMPO?

A relatividade geral também pode fornecer cenários que podem permitir aos viajantes voltar no tempo, de acordo com a NASA. Mas a realidade física desses métodos de viagem no tempo não é fácil.

Os buracos de minhoca são "túneis" teóricos através da estrutura do espaço-tempo que podem conectar diferentes momentos ou locais da realidade a outros. Também conhecidas como pontes de Einstein-Rosen ou buracos brancos, ao contrário dos buracos negros, abundam as especulações sobre os buracos de minhoca. Mas apesar de ocupar muito espaço (ou espaço-tempo) na ficção científica, nenhum buraco de minhoca de qualquer tipo foi identificado na vida real.

"A coisa toda é muito hipotética neste ponto", disse Stephen Hsu, professor de física teórica da Universidade de Oregon. "Ninguém acha que vamos encontrar um buraco de minhoca tão cedo."

Poderíamos viajar no tempo usando buracos de minhoca? Primeiro, teríamos que encontrar um. Crédito da imagem: ktsdesign / Shutterstock

Além da ausência de buracos de minhoca identificáveis, outro obstáculo no caminho da viagem no tempo dos buracos de minhoca é seu tamanho hipotético. Prevê-se que os buracos de minhoca primordiais sejam infinitesimalmente pequenos, cerca de 10^-34 polegadas (10^-33 centímetros) na "boca" do túnel. À medida que o universo se expande, é possível que buracos de minhoca se estendam com ele, mas outros problemas se instalam.

Espera-se que até mesmo buracos de minhoca hipotéticos sejam extremamente instáveis, disse Hsu, piscando para dentro e para fora da existência antes que algo pudesse passar por eles.

"Você precisaria de algum tipo muito exótico de matéria para estabilizar um buraco de minhoca", acrescentou Hsu, "e não está claro se tal matéria existe no universo."

TEORIAS ALTERNATIVAS DE VIAGEM NO TEMPO

Embora as teorias de Einstein pareçam dificultar a viagem no tempo, alguns pesquisadores propuseram outras soluções que poderiam permitir saltos no tempo. Essas teorias alternativas compartilham uma grande falha: pelo que os cientistas podem dizer, não há como uma pessoa sobreviver ao tipo de puxão e empurrão gravitacional que cada solução exige.

Teoria do cilindro infinito

O astrônomo Frank Tipler propôs um mecanismo (às vezes conhecido como Cilindro Tipler) onde alguém poderia pegar uma matéria que tem 10 vezes a massa do Sol e então enrolá-la em um cilindro muito longo, mas muito denso. O Anderson Institute, uma organização de pesquisa de viagens no tempo, descreveu o cilindro como "um buraco negro que passou por uma fábrica de espaguete".

Depois de girar este espaguete de buraco negro alguns bilhões de voltas por minuto, uma nave espacial próxima, seguindo uma espiral muito precisa ao redor do cilindro, poderia viajar para trás no tempo em uma "curva fechada, semelhante ao tempo", de acordo com o Anderson Institute.

O maior problema é que para que o Cilindro Tipler se torne realidade, o cilindro precisa ser infinitamente longo ou ser feito de algum tipo desconhecido de matéria. Pelo menos em um futuro previsível, massas interestelares sem fim estão além de nosso alcance.

Rosquinhas de tempo

O físico teórico Amos Ori do Instituto de Tecnologia Technion-Israel em Haifa, Israel, propôs um modelo para uma máquina do tempo feita de espaço-tempo curvo, um vácuo em forma de rosca cercado por uma esfera de matéria normal.

"A máquina é o próprio espaço-tempo", disse Ori. "Se fôssemos criar uma área com uma deformação como esta no espaço, que permitiria que as linhas do tempo se fechassem sobre si mesmas, poderia permitir que as gerações futuras retornassem para visitar nosso tempo."

Existem algumas ressalvas na máquina do tempo de Ori. Em primeiro lugar, os visitantes do passado não seriam capazes de viajar a tempos anteriores à invenção e construção da rosca do tempo. Em segundo lugar, e mais importante, a invenção e construção dessa máquina dependeria de nossa capacidade de manipular campos gravitacionais à vontade, um feito que pode ser teoricamente possível, mas certamente está além de nosso alcance imediato.

VIAGEM NO TEMPO NA FICÇÃO CIENTÍFICA

A máquina do tempo do Doutor é a TARDIS, que significa Tempo e Dimensões Relativas no Espaço. Crédito da imagem: BBC America

A viagem no tempo há muito ocupa um lugar significativo na ficção. Desde o "Mahabharata", um antigo poema épico sânscrito compilado por volta de 400 aC, os humanos sonham com o tempo distorcido, disse Lisa Yaszek, professora de estudos de ficção científica do Instituto de Tecnologia da Geórgia em Atlanta.

Cada trabalho de ficção de viagem no tempo cria sua própria versão de espaço-tempo, ignorando um ou mais obstáculos e paradoxos científicos para atingir seus requisitos de enredo.

Alguns acenam com a pesquisa e a física, como "Interestelar", um filme de 2014 dirigido por Christopher Nolan. No filme, um personagem interpretado por Matthew McConaughey passa algumas horas em um planeta orbitando um buraco negro supermassivo, mas por causa da dilatação do tempo, os observadores na Terra vivenciam essas horas como uma questão de décadas.

Outros adotam uma abordagem mais caprichosa, como a série de televisão "Doctor Who". A série apresenta o Doctor, um extraterrestre "Time Lord" que viaja em uma espaçonave semelhante a uma cabine azul da polícia britânica. "As pessoas presumem", explicou o médico no programa, "que o tempo é uma progressão estrita da causa para o efeito, mas na verdade de um ponto de vista não linear e não subjetivo, é mais como uma grande bola de wibbly-wobbly, timey- timey-wimey stuff." (Doctor Who) É o termo técnico ideal para explicar situações com aparentes inconsistências na linha temporal (e vocês ficariam surpresos com a frequência com que essas situações acontecem).

Franquias de longa data como os filmes e séries de televisão "Star Trek", bem como universos comics, como DC e Marvel Comics revisitam a ideia de viagem no tempo continuamente.

Aqui está uma lista incompleta (e profundamente subjetiva) de algumas obras influentes ou notáveis de ficção de viagem no tempo:

Livros sobre viagem no tempo:

• Rip Van Winkle (Cornelius S. Van Winkle, 1819) por Washington Irving
• A Christmas Carol (Chapman & Hall, 1843) de Charles Dickens
• The Time Machine (William Heinemann, 1895) de HG Wells
• Um Yankee de Connecticut na Corte do Rei Arthur (Charles L. Webster and Co., 1889) por Mark Twain
• O Restaurante no Fim do Universo (Pan Books, 1980) de Douglas Adams
• A Tale of Time City (Methuen, 1987) por Diana Wynn Jones
• A série Outlander (Delacorte Press, 1991-presente) por Diana Gabaldon
• Harry Potter e o Prisioneiro de Azkaban (Bloomsbury / Scholastic, 1999) por JK Rowling
• Thief of Time (Doubleday, 2001) por Terry Pratchett
• The Time Traveller's Wife (MacAdam / Cage, 2003) por Audrey Niffenegger
• All You Need is Kill (Shueisha, 2004) de Hiroshi Sakurazaka

Filmes sobre viagem no tempo:

• Planet of the Apes (1968)
• Superman (1978)
• Time Bandits (1981)
• The Terminator (1984)
• Back to the Future series (1985, 1989, 1990)
• Star Trek IV: The Voyage Home (1986)
• Bill & Ted's Excellent Adventure (1989)
• Groundhog Day (1993)
• Galaxy Quest (1999)
• The Butterfly Effect (2004)
• 13 Going on 30 (2004)
• The Lake House (2006)
• Meet the Robinsons (2007)
• Hot Tub Time Machine (2010)
• Midnight in Paris (2011)
• Looper (2012)
• X-Men: Days of Future Past (2014)
• Edge of Tomorrow (2014)
• Interstellar (2014)
• Doctor Strange (2016)
• A Wrinkle in Time (2018)
• The Last Sharknado: It's About Time (2018)
• Avengers: Endgame (2019)
• Tenet (2020)
• Palm Springs (2020)
• Zach Snyder's Justice League (2021)
• The Tomorrow War (2021)

TV sobre viagem no tempo:

• Doctor Who (1963-presente)
• The Twilight Zone (1959-1964) (episódios múltiplos)
• Star Trek (várias séries, vários episódios)
• Samurai Jack (2001-2004)
• Perdido (2004-2010)
• Phil do Futuro (2004-2006)
• Steins; Gate (2011)
• Outlander (2014-presente)
• Loki (2021-presente)

Jogos sobre viagem no tempo:

• Chrono Trigger (1995)
• TimeSplitters (2000-2005)
• Kingdom Hearts (2002-2019)
• Príncipe da Pérsia: Sands of Time (2003)
• God of War II (2007)
• Ratchet and Clank Future: A Crack In Time (2009)
• Sly Cooper: Thieves in Time (2013)
• Dishonored 2 (2016)
• Titanfall 2 (2016)
• Outer Wilds (2019)

RECURSOS ADICIONAIS

• Explore os pensamentos do físico Peter Millington sobre as teorias de viagem no tempo de Stephen Hawking em The Conversation.
• Confira uma explicação amigável para crianças de viagem no tempo no mundo real da NASA Space Place.
• Para uma visão geral da viagem no tempo na ficção e na consciência coletiva, leia " Viagem no tempo: uma história " (Pantheon, 2016) de James Gleik.

♦ Este artigo foi adaptado de um trabalho anterior da colaboradora da Space.com, Elizabeth Howell.

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Referência:

STEIN, Vicky. Is time travel possible? Space, 07, jul. 2021. Disponível em: <https://www.space.com/21675-time-travel.html>. Acesso em: 07, jul. 2021.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.