Viagem no tempo: cientistas explicam se é possível ou impossível

Você já se perguntou se podemos realizar uma viagem no tempo? Quão perto estamos de algo assim se tornar realidade? Os cientistas respondem!

Um dos maiores desejos da humanidade é conseguir fazer uma viagem no tempo. Afinal, quando você pergunta a alguém qual é o seu maior desejo, geralmente é ser invisível, voar ou viajar no tempo. Mas será que algo assim é possível?

Nos filmes, vemos os viajantes do tempo geralmente entrando em uma câmara que funciona como uma máquina do tempo e desaparecendo, apenas para reaparecer quase simultaneamente entre cowboys, cavaleiros, dinossauros ou os antigos gregos. Enquanto outros viajam do passado para o futuro e, como primitivos, acham tudo estranho. O que esses filmes mostram é, na verdade, a teletransporte no tempo, sobre o qual vamos falar hoje.

Os cientistas não acreditam que algo assim seja provável de acontecer no mundo real, mas, por outro lado, não desmerecem as viagens no tempo como uma invenção de uma mente louca. Na verdade, as leis da física podem permitir a viagem no tempo, mas há uma lógica que não podemos ignorar.

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Viagem para o futuro

A viagem no tempo para o futuro próximo é relativamente fácil. Todos nós a fazemos neste momento. De acordo com a teoria da relatividade especial de Einstein, o fluxo do tempo depende de quão rápido você está se movendo.

Quanto mais rápido você viaja, mais devagar passam os segundos. E, segundo a teoria da relatividade geral de Einstein, a gravidade também afeta o tempo. Assim,quanto mais forte for a gravidade ao seu redor, mais devagar passa o tempo.

“Perto de corpos massivos – por exemplo, perto da superfície de estrelas de nêutrons ou mesmo na superfície da Terra, embora aqui seja um fenômeno quase imperceptível – o tempo corre mais devagar do que longe deles”, diz Dave Goldberg, um cosmólogo da Universidade de Drexel.

Se uma pessoa pudesse ficar perto da borda de um buraco negro, onde a gravidade é enorme, apenas algumas horas passariam para ela. Enquanto para as pessoas na Terra teriam passado 1.000 anos, diz Goldberg ao Scientific American. Se a pessoa que estava perto do buraco negro retornasse a este planeta, ela teria, essencialmente, viajado para o futuro. “Este é um efeito real. É completamente inegável”, enfatiza.

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Viagem para o passado

No entanto, a viagem no tempo para trás é uma questão complexa. Os cientistas descobriram algumas maneiras pelas quais tal viagem poderia ocorrer, ao mesmo tempo em que reconhecem os paradoxos da viagem no tempo da relatividade geral.

Fabio Costa, físico no Instituto Escandinavo de Física Teórica, observa que uma solução inicial para a viagem no tempo começou com uma teoria escrita na década de 1920. Essa teoria incluía um enorme cilindro longo que giraria muito rapidamente, fazendo com que o espaço-tempo “torcesse” junto com ele.

No entanto, a compreensão de que esse objeto poderia funcionar como uma máquina do tempo que permitiria a alguém viajar para o passado ocorreu apenas na década de 1970. Ou seja, algumas décadas depois que os cientistas descobriram um fenômeno chamado “curvas temporais fechadas”.

“Uma curva temporal fechada descreve a trajetória de um observador hipotético que, enquanto viaja no tempo sempre para frente de sua própria perspectiva, em algum momento se encontra no mesmo lugar e tempo de onde começou, criando essencialmente um círculo, um laço”, diz Costa. “Isso é realmente viável em uma região do espaço-tempo que, distorcida pela gravidade, gira sobre si mesma”.

“Einstein leu sobre as curvas temporais fechadas e ficou muito incomodado com essa ideia”, acrescenta. No entanto, o fenômeno, embora controverso, começou a ser estudado intensamente.

A ciência começou a levar a sério a viagem no tempo após a década de 1980. Em 1990, por exemplo, o físico russo Igor Novikov e o físico americano Kip Thorne colaboraram em um artigo de pesquisa sobre as curvas temporais fechadas. “Eles começaram a estudar não somente como alguém poderia tentar construir uma máquina do tempo, mas também como essa máquina funcionaria”, diz Costa.

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Os paradoxos e as dificuldades

No entanto, igualmente importante, eles também pesquisaram os problemas que surgem com a viagem no tempo. O que aconteceria se, por exemplo, você lançasse uma bola de bilhar em uma máquina do tempo e ela viajasse para o passado e, em seguida, colidisse com a sua própria versão, ou a sua versão anterior de uma maneira que significasse que seu eu atual nunca poderia entrar na máquina do tempo? “Isso parece um paradoxo”, diz Costa.

Desde a década de 1990, Costa observa que há um interesse contínuo no assunto, mas não houve grandes descobertas sobre isso. Os pesquisadores não estão particularmente ativos nesse campo hoje em dia, em parte porque cada modelo proposto para a criação de uma máquina do tempo apresenta problemas.

“Tem algumas características atraentes, provavelmente algumas possibilidades, mas quando alguém começa a desvendar os detalhes, acaba enfrentando obstáculos”, diz por sua vez Gaurav Kanna, da Universidade de Rhode Island.

Por exemplo, a maioria dos modelos de viagem no tempo requer a existência de massa negativa e, portanto, energia negativa, porque, de acordo com sua famosa equação E = mc², de Einstein, massa e energia são equivalentes. Teoricamente, pelo menos, assim como uma carga elétrica pode ser positiva ou negativa, a massa também pode ser, embora ninguém tenha encontrado um exemplo de massa negativa.

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Por que a viagem no tempo depende de uma questão tão difícil?

Em muitos casos, é necessário manter uma ponte de Einstein aberta – um túnel no espaço-tempo previsto pela relatividade geral que conecta um ponto do universo a outro.

Sem massa negativa, a gravidade faria com que esse “túnel” colapsasse. “Você pode pensar nisso como a neutralização da massa ou energia positivas que deseja atravessar a ponte de Einstein”, diz Goldberg.

Kanna e Goldberg concordam que é improvável que exista matéria com massa negativa, embora o primeiro observe que alguns fenômenos quânticos mostram que há a possibilidade de haver energia negativa em escalas muito pequenas. Mas, ainda assim, essa quantidade estaria muito aquém do que seria necessário para construir uma verdadeira máquina do tempo, diz Kanna.

Devido a todos esses desafios, Kanna inicialmente desencorajou Caroline Mallary, sua então estudante de pós-graduação na Universidade de Dartmouth, em Massachusetts, a prosseguir com sua pesquisa sobre viagem no tempo. No entanto, Mallary e Kanna seguiram em frente com o estudo e chegaram à construção teórica de uma máquina do tempo que não exigia massa negativa.

De acordo com a ideia de Mallary, precisaríamos de dois carros estacionados paralelamente, cada um feito de matéria normal. Se deixássemos um estacionado e nos aproximássemos do outro com uma aceleração extrema, formaria-se uma curva temporal fechada entre eles.

Parece fácil, mas, embora o modelo de Mallary consiga superar a necessidade de massa negativa, ele acrescenta um outro obstáculo: exige que haja densidade infinita dentro dos carros para que possam influenciar o espaço-tempo de uma maneira que poderia levar a uma viagem no tempo.

A densidade infinita pode ser encontrada dentro de um buraco negro, onde a gravidade é tão intensa que empurra a matéria para um espaço incrivelmente pequeno chamado “singularidade”. No modelo, cada um dos carros deve conter tal singularidade. “Uma das razões pelas quais não há uma pesquisa ativa em grande parte sobre isso é devido a essas limitações”, diz Mallary.

Os modelos que criaram baseados na ponte de Einstein

Outros pesquisadores criaram modelos para viagens no tempo que envolvem uma ponte de Einstein ou um túnel no espaço-tempo de um ponto do universo a outro. “É uma espécie de atalho pelo universo”, diz Goldberg. Ele também menciona: “Imagine acelerar uma extremidade da ponte de Einstein, chegando perto da velocidade da luz, e depois enviá-la de volta ao ponto de onde veio. Essas duas extremidades não estão mais sincronizadas. Uma está no passado e a outra no futuro”. Se você andar entre elas, estará viajando no tempo.

Poderíamos alcançar algo semelhante movendo uma extremidade da ponte de Einstein perto de um grande campo gravitacional – como um buraco negro – enquanto mantemos a outra extremidade perto de um ponto com menor força gravitacional. Dessa forma, o tempo desaceleraria no lado da grande gravidade, permitindo essencialmente que uma partícula ou outro pedaço de massa permanecesse no passado em relação à outra extremidade da ponte de Einstein.

No entanto, a criação de uma ponte de Einstein requer necessariamente massa e energia negativas. Uma ponte de Einstein que fosse criada a partir de massa normal colapsaria devido à gravidade. “A maioria dos planos tende a ter problemas semelhantes”, diz Goldberg. Eles são teoricamente possíveis, mas, por enquanto, não há uma maneira viável de construí-los, assim como não conseguimos fazer uma pizza muito saborosa sem calorias.

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A autoproteção do tempo

Talvez o problema não seja apenas que não sabemos como construir máquinas para viajar no tempo, mas também que isso só é possível em uma escala microscópica – algo que Stephen Hawking também defendia.

Hawking propôs a conjectura da proteção cronológica: o universo não permite viagens no tempo porque não permite mudanças no passado. “Parece haver um serviço que protege o tempo, que impede o surgimento de curvas temporais fechadas e, assim, torna o universo seguro para os historiadores”, escreveu Hawking em um artigo de 1992 no Physical Review D.

Entendendo os paradoxos

Uma parte de seu raciocínio envolvia os paradoxos que a viagem no tempo criaria, como o exemplo da bola de bilhar e, claro, o seu mais famoso correspondente, o paradoxo do avô: se você viajar de volta no tempo e matar seu avô antes de ele ter filhos, você não teria nascido. Portanto, não poderia ter viajado no tempo e, assim, não poderia matar seu avô. E, no entanto, você está lá.

Esses paradoxos interessam particularmente Agustín Rayo, filósofo do Instituto de Tecnologia de Massachusetts. Rayo os examina não tanto porque os paradoxos desafiam a causalidade e a cronologia, mas principalmente porque colocam à prova a livre vontade. Se a física diz que você pode voltar no tempo, então por que não pode matar seu avô? “O que te impede?”, pergunta Rayo. “Você não é livre?”

No entanto, Rayo acredita que a viagem no tempo é compatível com a livre vontade. “O que é passado é passado”. diz. “Portanto, se de fato meu avô sobreviveu o suficiente para ter filhos, viajar de volta no tempo não vai mudar isso. Por que eu falharia se tentasse? Não sei, porque não tenho informações suficientes sobre o passado. O que sei é que, de alguma forma, eu falharia”.

Assim, se você fosse tentar matar seu avô, talvez escorregasse em uma casca de banana no caminho ou perdesse o ônibus. “Não é que você encontre alguma força especial que te obrigue a não fazer isso”, diz Kanna. “Você falharia por razões completamente mundanas”.

Goldberg concorda com eles. “Certamente pertenço à categoria daqueles que pensam que, se houver viagem no tempo, ela será construída de tal forma que produza uma visão da história que não pode ser mudada para que possa se auto-sustentar. E isso porque parece que é assim que todas as nossas outras leis físicas são construídas”.

Claro, tão rapidamente quanto avançamos, não sabemos se algo assim poderia acontecer no futuro. No entanto, isso seria muito perigoso para a humanidade, então vamos esperar que seja impossível.