Aprenda exatamente como funciona a teoria da relatividade de Einstein e descubra como não há nada na ciência que diga que viajar no tempo é impossível

O ator Rod Taylor testa sua máquina do tempo em uma foto do filme 'A Máquina do Tempo', dirigido por George Pal, 1960. Crédito da imagem: Hulton Archive/Staff/Getty Images

Todos podem viajar no tempo. Você faz isso querendo ou não, a uma taxa constante de um segundo por segundo. Você pode pensar que não há similaridade em viajar em uma das três dimensões espaciais e, digamos, um pé por segundo. Mas de acordo com Einstein a teoria da relatividade, vivemos em um continuum quadridimensional, espaço-tempo, no qual espaço e tempo são intercambiáveis.

Isso é bastante óbvio, mas agora vem a parte estranha. Para os astronautas a bordo dessa nave espacial, a viagem levaria apenas sete semanas. É uma consequência da relatividade chamada dilatação do tempo e, na verdade, significa que os astronautas pularam cerca de 10 meses no futuro.

Viajar em alta velocidade não é a única maneira de produzir dilatação do tempo. Einstein mostrou que os campos gravitacionais produzem um efeito semelhante, mesmo o campo relativamente fraco aqui na superfície da Terra. Nós não percebemos isso, porque passamos toda a nossa vida aqui, mas mais de 20.000 quilômetros (12.400 milhas) acima da gravidade é mensuravelmente mais fraca, e o tempo passa mais rápido, cerca de 45 microssegundos por dia. Isso é mais significativo do que você imagina, porque é a altitude na qual os satélites GPS orbitam a Terra, e seus relógios precisam ser sincronizados com precisão com os terrestres para que o sistema funcione corretamente. 

Os satélites têm de compensar os efeitos da dilatação do tempo devido à sua altitude mais elevada e à sua velocidade mais rápida. Portanto, sempre que você usa o recurso GPS em seu smartphone ou no navegador por satélite do seu carro, há um pequeno elemento de viagem no tempo envolvido. Você e os satélites estão viajando para o futuro a taxas ligeiramente diferentes.

Satélite GPS Navstar-2F. Crédito da imagem: USAF

Mas para efeitos mais dramáticos, precisamos olhar para campos gravitacionais muito mais fortes, como aqueles em torno de buracos negros, o que pode distorcer o espaço-tempo, tanto que se dobra sobre si mesmo. O resultado é o chamado buraco de minhoca, um conceito familiar dos filmes de ficção científica, mas que na verdade se origina na teoria da relatividade de Einstein. Com efeito, um buraco de minhoca, é um atalho de um ponto no espaço-tempo para outro. Você entra em um buraco negro e sai de outro em outro lugar. Infelizmente, não é um meio de transporte tão prático quanto Hollywood faz parecer. Isso porque a gravidade do buraco negro o despedaçaria à medida que você se aproximasse, mas é realmente possível em teoria. E como estamos falando de espaço-tempo, não apenas de espaço, a saída do buraco de minhoca pode ser anterior à sua entrada; isso significa que você acabaria no passado e não no futuro.

Trajetórias no espaço-tempo que retornam ao passado recebem o nome técnico de "curvas temporais fechadas". Se você pesquisar em periódicos acadêmicos sérios, encontrará muitas referências a eles, muito mais do que a "viagem no tempo". Mas, na verdade, é exatamente disso que tratam as curvas fechadas de tipo tempo, viagem no tempo

Há outra maneira de produzir uma curva temporal fechada que não envolve nada tão exótico quanto um buraco negro ou um buraco de minhoca: Você só precisa de um cilindro giratório simples feito de material superdenso. Este chamado cilindro Tipler é o mais próximo que a física do mundo real pode chegar de uma máquina do tempo real e genuína. Mas provavelmente nunca será construído no mundo real, então, como um buraco de minhoca, é mais uma curiosidade acadêmica do que um projeto de engenharia viável.

No entanto, por mais rebuscadas que essas coisas sejam em termos práticos, não há nenhuma razão científica fundamental, que conhecemos atualmente, que diga que elas são impossíveis. Essa é uma situação instigante, porque, como o físico Michio Kaku gosta de dizer, "Tudo o que não é proibido é obrigatório" (emprestado do romance de TH White, "The Once And Future King"). Ele não quer dizer que a viagem no tempo tem que acontecer em todos os lugares o tempo todo, mas Kaku está sugerindo que o universo é tão vasto que deveria acontecer em algum lugar pelo menos ocasionalmente. Talvez alguma civilização super avançada em outra galáxia saiba como construir uma máquina do tempo em funcionamento, ou talvez curvas fechadas semelhantes ao tempo possam ocorrer naturalmente sob certas condições raras.

A impressão de um artista de um par de estrelas de nêutrons, um cilindro Tipler requer pelo menos dez. Crédito da imagem: NASA

Isso levanta problemas de um tipo diferente, não em ciência ou engenharia, mas em lógica básica. Se a viagem no tempo é permitida pelas leis da física, é possível vislumbrar toda uma gama de cenários paradoxais. Alguns deles parecem tão ilógicos que é difícil imaginar que possam ocorrer. Mas se eles não podem, o que os impede? 

Pensamentos como esses levaram Stephen Hawking, que sempre foi cético sobre a ideia de viajar no tempo para o passado, para apresentar sua "conjectura de proteção cronológica" a noção de que alguma lei da física ainda desconhecida impede que curvas fechadas semelhantes ao tempo aconteçam. Mas essa conjectura é apenas um palpite e, até que seja apoiada por provas concretas, só podemos chegar a uma conclusão: A viagem no tempo é possível.

Uma festa para viajantes do tempo 

Hawking estava cético sobre a viabilidade da viagem no tempo para o passado, não porque a refutou, mas porque estava incomodado com os paradoxos lógicos que ela criava. Em sua conjectura de proteção cronológica, ele supôs que os físicos acabariam descobrindo uma falha na teoria das curvas temporais fechadas que as tornariam impossíveis. 

Em 2009, ele criou uma maneira divertida de testar essa conjectura. Hawking deu uma festa de champanhe (exibida em seu programa Discovery Channel), mas ele só anunciou depois que aconteceu. Seu raciocínio era que, se as máquinas do tempo eventualmente se tornassem práticas, alguém no futuro poderia ler sobre a festa e viajar de volta para participar. Mas ninguém o fez, Hawking ficou sentado a noite inteira sozinho. Isso não prova que a viagem no tempo seja impossível, mas sugere que nunca se torna uma ocorrência comum aqui na Terra.

A flecha do tempo 

Uma das coisas distintivas sobre o tempo é que ela tem uma direção, do passado para o futuro. Uma xícara de café quente deixada em temperatura ambiente sempre esfria; nunca aquece. Seu celular perde a carga da bateria quando você o usa; nunca ganha carga. Estes são exemplos de entropia, essencialmente uma medida da quantidade de energia "inútil" em oposição à energia "útil". A entropia de um sistema fechado sempre aumenta, e é o fator chave que determina a seta do tempo.

Acontece que a entropia é a única coisa que faz uma distinção entre passado e futuro. Em outros ramos da física, como a relatividade ou a teoria quântica, o tempo não tem uma direção preferencial. Ninguém sabe de onde vem a flecha do tempo. Pode ser que se aplique apenas à sistemas grandes e complexos, caso em que as partículas subatômicas podem não experimentar a flecha do tempo.

Paradoxo da viagem no tempo 

Se é possível viajar de volta ao passado, mesmo teoricamente, isso levanta uma série de paradoxos de dar um nó no cérebro, como o paradoxo do avô, que até cientistas e filósofos acham extremamente desconcertantes.

Matando Hitler

Um viajante do tempo pode decidir voltar e matá-lo em sua infância. Se eles conseguissem, os livros de história futuros nem sequer mencionariam Hitler, então, que motivação o viajante do tempo teria para voltar no tempo e matá-lo?

Matando seu avô

Em vez de matar um jovem Hitler, você pode, por acidente, matar um de seus próprios ancestrais quando eles eram muito jovens. Mas então você nunca nasceria, então você não poderia viajar de volta no tempo para matá-los, então você nasceria afinal, e assim por diante... 

Um loop fechado

Suponha que os planos para uma máquina do tempo de repente apareçam do nada em sua mesa. Você passa alguns dias construindo-a e depois a usa para enviar os planos de volta ao seu eu anterior. Mas de onde surgiram esses planos? Em nenhum lugar, eles estão apenas dando voltas e voltas no tempo.

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Referência:

MAY, Andrew. A beginner's guide to time travel. Live Science, Nova York, 25, jun. 2021. References, Howitworksdaily.com. Disponível em: <https://www.livescience.com/time-travel-beginners-guide.html>. Acesso em: 18, set. 2022.

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.