Viagens no tempo

VIAGENS NO TEMPO

Quem nunca sonhou em quebrar as barreiras do tempo e conhecer o futuro com suas maravilhosas tecnologias, ou, ainda, poder visitar o passado e, por exemplo, encontrar-se consigo mesmo, fornecendo para “o seu eu do passado” o número premiado da loteria, ou mesmo conceder informações preciosas sobre a bolsa de valores? No decorrer dos tempos, essas possibilidades foram largamente exploradas pelos autores de ficção científica. Um dos primeiros e mais famosos, certamente, é H.G. Wells, com a sua obra A máquina do tempo. Wells relata a reação de seu viajante, ao abaixar a alavanca de sua máquina que o faria viajar no tempo:

Eu pareci rodopiar. Tive a sensação de que caí como num pesadelo e, ao olhar ao redor, vi que o laboratório permanecia exatamente como antes. Algo teria acontecido? Por um momento suspeitei de um truque de meu intelecto. Depois reparei no relógio. Um momento antes, parecera-me que marcava um minuto antes das dez, e agora eram quase três e meia!... Empurrei a alavanca até a posição extrema. Fez-se noite como o apagar de uma lâmpada, e no momento seguinte nasceu o dia (1951, p. 207).

Além desse clássico de H. G. Wells, outras obras se consagraram abordando esse tema tanto na literatura como no cinema. No filme de Steven Spilberg, De volta para o futuro, o personagem Dr. Brown constrói uma máquina do tempo em um Delorean, no qual ele e o personagem Mart Mcfly visitam o passado e voltam para o futuro. A ideia também é explorada em O exterminador do futuro. No filme, um robô do futuro é enviado para o passado com o objetivo de assassinar a mãe de John Connor, antes que ele nasça, a fim de evitar que ele se torne o futuro líder da resistência humana em uma guerra épica entre humanos e máquinas.

Como se percebe, a possibilidade de viajar no tempo sempre esteve profundamente ligada à imaginação das pessoas, o que se pode constatar pelo enorme sucesso de público obtido por essas obras. No entanto, nos últimos anos, o assunto deixou de ser um tema exclusivo dos autores de ficção científica e passou a ser estudado por físicos de forma científica.

Analisando as teorias que foram abordadas nos capítulos anteriores, nota-se que, a partir da teoria da relatividade de Einstein, o tempo passou a ser uma grandeza que nem sempre tem a mesma medida para todos os observadores, ou seja, ele é relativo. Como, neste item, o objetivo é abordar a possibilidade de realizar viagens não convencionais para o futuro, iremos nos deter à teoria da relatividade especial.

Na teoria da relatividade especial, como já foi estudado anteriormente, o tempo passa mais devagar para um determinado observador à medida que a sua velocidade se aproxima da velocidade da luz. Com base nessa ideia, é coerente afirmar que, para alguém viajar para o futuro, basta que se mova com uma velocidade muito alta (próxima à da luz), a fim de que o seu tempo passe bem devagar, e, como o tempo para o resto do planeta Terra continuará passando na velocidade convencional, então, quando o observador parar de se mover, terá dado um salto para o futuro.

Assim, de acordo com essas informações, as viagens não convencionais no tempo estão subsidiadas por uma segura teoria científica, que é a teoria da relatividade especial de Albert Einstein. O único problema é que, como mencionado acima, para que se obtenha um retardamento considerável na passagem do tempo para um observador, é necessário que ele se mova com uma velocidade próxima à da luz. Tendo em vista que uma máquina do tempo seria, provavelmente, uma nave espacial, hoje a humanidade ainda não dispõe de tecnologia suficiente para acelerar uma quantidade tão grande de massa até uma velocidade tão alta. Ou seja, a possibilidade física existe, mas a engenharia ainda não desenvolveu um método de tornar isso prático.

Contudo, pequenas massas como elétrons e outras partículas subatômicas podem ser aceleradas a uma velocidade quase igual à da luz (sem nunca se igualar a essa velocidade limite). Nos modernos aceleradores de partículas, como o LHC (large hadron collider, em português, “grande colisor de hádrons”), partículas são aceleradas a velocidades muito altas (99,9999991% da velocidade da luz), e o efeito da dilatação temporal é comprovado, ou seja, essas partículas são viajantes do tempo (KAKU, 2010).

Saindo do mundo das partículas subatômicas e voltando para o mundo macroscópico, muitos seres humanos já realizaram viagens no tempo para o futuro. Na verdade, toda vez que um foguete é lançado para o espaço cósmico, os tripulantes experimentam um sutil salto no tempo, devido à alta velocidade do foguete. No entanto, a viagem para o futuro é de apenas uma fração de segundo. Por exemplo, o recordista de viagens no tempo é o cosmonauta Russo Serguei Avdeyev, que orbitou 748 dias e foi lançado 0,02 segundos para o futuro em relação às pessoas que permaneceram em repouso na Terra (KAKU, 2010). Esse dado parece insignificante, mas, para a Física, o importante é que o fenômeno existe, independentemente das suas proporções. Em resumo, no que diz respeito às viagens para o futuro, a Física já fez a sua parte. A questão agora é um problema de engenharia, ou seja, é preciso construir um aparelho (que pode ser uma espaçonave) capaz de acelerar (sem qualquer dano para a tripulação e para a máquina) a uma velocidade próxima à da luz um corpo com uma massa consideravelmente alta a ponto de poder transportar um ser humano.

Mesmo que a engenharia ainda não tenha realizado esse feito, podemos imaginar como seria uma máquina do tempo. Tal máquina deveria ser uma espaçonave que pudesse viajar a 99% da velocidade da luz para que um dia a bordo fosse equivalente a aproximadamente um ano no planeta Terra. Para tanto, seria necessária uma quantidade tremendamente alta de energia e um período de cerca de seis anos de aceleração à potência máxima. Pode-se pensar, ainda, em outra possibilidade, que é a de construir um trem preso a um trilho que dê a volta no planeta Terra. Esse trem deveria acelerar até conseguir efetuar sete voltas por segundo ao redor da Terra, de modo que uma semana a bordo fosse equivalente a cem anos para quem estivesse em repouso no solo (DISCOVERY CHANNEL, 2010).

As duas possibilidades exigiriam uma engenharia muito sofisticada, e, com a tecnologia de que a humanidade dispõe até o momento, isso é praticamente impossível de ser realizado. No entanto, a possibilidade física existe, faltando apenas uma tecnologia avançada o suficiente para desenvolver os equipamentos necessários para viajar no tempo e no espaço.

As viagens no tempo para o futuro, como foram estudadas neste item, são fisicamente possíveis, e inclusive já foram observadas experimentalmente em pequena escala. No entanto, de que adiantaria poder ir para o futuro distante e não poder mais retornar? Afinal, todas as pessoas conhecidas do viajante do tempo já teriam morrido, e o mundo iria lhe parecer um lugar totalmente estranho. Ao se analisar essas implicações, verifica-se que o ideal seria, além de viajar para o futuro, poder voltar também para o passado.

Nos filmes de ficção científica, as viagens para o passado são largamente utilizadas. Em Super-Homem I, quando descobre que a personagem Lois Lane morreu, o herói decide fazer o tempo correr de forma inversa. Para isso, ele gira ao redor da Terra a uma velocidade tão alta que chega a ser maior que a da luz, e o planeta começa a girar no sentido oposto, tal como os ponteiros dos relógios. Assim, ele viaja para trás no tempo e consegue salvar a sua amada. Embora o filme Super-Homem seja uma obra de ficção cientifica, a obra demonstra um fato físico. As teorias científicas que permitem as viagens para trás no tempo, geralmente, estão vinculadas à necessidade de se viajar mais rápido do que a luz. A teoria da relatividade especial de Einstein diz que a luz é a velocidade limite no universo e que nenhum sinal pode ser enviado mais rápido do que ela. Logo, para que se possa viajar para trás no tempo, deve-se encontrar uma forma de burlar esse limite.

Para realizar o estudo das possibilidades de fazer viagens mais velozes do que a luz, pode-se utilizar a teoria da relatividade geral de Einstein. Nessa teoria, como já foi visto, o espaço-tempo pode ser distorcido, fazendo surgir algumas possibilidades. Uma delas seria esticar o espaço atrás da posição em que se encontra uma espaçonave, tocando, assim, o espaço que está na frente, o que daria a impressão de que a espaçonave viajou mais rápido do que a luz. No entanto, ela se manteria em repouso, e o espaço-tempo é que teria sido deformado. O único detalhe é que, até os dias de hoje, nenhuma forma de energia que seja capaz de produzir essa distorção foi encontrada em nosso universo, e nem mesmo foi observada alguma região no universo em que esse fenômeno seja produzido naturalmente. Um meio de se causar essa distorção consiste na chamada “velocidade de Alcubierre”, proposta por Miguel Alcubierre, que seria semelhante à “velocidade de dobra” vista em Jornada nas estrelas (KAKU, 2010).

Na série de Jornada nas estrelas, frequentemente, se houve falar na velocidade de dobra. Fisicamente, pode-se dizer que essa velocidade seria alcançada ao se romper a velocidade limite da luz. No entanto, na teoria da dobra espacial, quando a espaçonave rompe a barreira da luz, o que acontece, na verdade, são distorções profundas no espaço-tempo para preservar a velocidade limite. Então, não é a espaçonave que está se movendo mais rápido do que a luz, e sim o espaço-tempo que está se dobrando devido à enorme propulsão empregada pela nave espacial.

Como já mencionado, a velocidade de Alcubierre é a chave para se entrar na chamada velocidade de dobra. Porém, para se alcançar essa velocidade, seria necessária uma outra forma de energia, chamada de “energia negativa”, também chamada, dependendo do autor, de “matéria de densidade de energia negativa”. Optaremos, aqui, pelo termo “energia negativa” (matéria negativa e antimatéria são coisas bem diferentes, pois a segunda tem energia positiva, mas carga invertida, e a primeira ainda não foi encontrada no universo) (KAKU, 2010).

A energia negativa seria mais leve do que tudo e, por consequência, curvaria o espaço-tempo de forma negativa, ou seja, se a energia positiva curva o espaço-tempo de forma positiva, como uma esfera, a energia negativa curvaria o espaço-tempo de forma negativa, como o formato de uma sela. Essa energia com características tão peculiares poderia ser utilizada para curvar o espaço-tempo na frente de uma espaçonave, permitindo-lhe voltar para o ponto no espaço em que estava antes mesmo de ter partido, ou seja, ela viajaria do futuro para o passado.

Uma outra forma de viajar para o passado, e a primeira a ser apresentada ao meio científico, foi a proposta por Kurt Gödel. A princípio, razoavelmente simples, ela parte de uma solução das equações da relatividade geral, pressupondo que o universo todo estaria girando. Essa rotação não é uma rotação global, e sim local, ou seja, o universo gira em torno de eixos locais, e não em um único eixo central. Essa propriedade permite a existência de curvas do tipo tempo fechadas, que são chamadas de CTC (closed timelike curve). Uma CTC seria uma trajetória desenvolvida por um corpo que o levaria para o mesmo local espacial de partida, porém, num momento anterior no tempo.

De acordo com a ideia de Gödel, todo o universo está em rotação em relação a eixos locais, tornando possível viajar ao redor do universo e voltar antes de ter partido. Para que isso ocorresse, seria preciso encontrar um local onde o universo estivesse girando, de forma que se pudesse viajar no sentido oposto da rotação com uma velocidade bem próxima ou maior que a da luz. Dessa forma, no modelo de universo de Gödel, as viagens para o passado são permitidas, e não é exclusivamente necessário que se viaje mais rápido do que a luz. No entanto, até os dias atuais, nenhum tipo de rotação foi constatado em nosso universo, tampouco uma forma de provocá-la artificialmente. Logo, a solução de Gödel não se aplica ao nosso universo, ainda que tenha incentivado estudos posteriores sobre a possibilidade de se voltar no tempo (NOVELLO, 1997).

Uma das propostas mais recentes nesse sentido foi apresentada por Richard Gott, da Universidade de Princeton, em 1991. A ideia de Gott é que existiriam cordas cósmicas gigantes (que não são as mesmas da teoria das cordas) que podem ser restos do Big Bang. A existência dessas cordas é uma previsão de algumas teorias de partículas elementares, no entanto, elas ainda não foram observadas na natureza. Richard Gott imaginou que, se alguém viajasse rapidamente ao redor de duas cordas cósmicas em colisão, então, esse alguém voltaria no tempo, devido à deformação espaço-temporal causada pelo colapso dessas cordas cósmicas.

O problema desse modelo é que, para realizar o experimento na prática, seria preciso encontrar essas cordas cósmicas no espaço, ou criar um modo de produzi-las artificialmente, para posteriormente levá-las a colidirem de forma precisa, para que se pudesse gerar o efeito desejado. Ainda assim, porém, o tempo de duração seria muito curto, sem contar a imensa quantidade de energia que seria necessária. Por exemplo, para que se pudesse voltar um ano no tempo, seria utilizada a energia de mais de uma galáxia inteira (GOTT apud KAKU, 2010).

Como mencionado anteriormente, uma viagem para trás no tempo somente seria possível viajando mais rápido do que a luz. Até o momento, foi realizada uma análise de teorias que tentam encontrar uma saída para essa questão, pois, como é postulado, e até então irrevogável, a velocidade da luz é a velocidade limite no nosso universo. Uma das soluções mais promissoras para esse problema seria a existência de um atalho no espaço-tempo, chamado pelos cientistas de “buraco de minhoca”. O buraco de minhoca, como o nome já sugere, seria uma espécie de túnel no espaço-tempo. Percorrendo esses túneis, a distância entre dois pontos seria bem menor do que a distância percorrida pelo espaço comum, de modo que esses buracos no espaço-tempo permitiriam viajar mais rápido do que a luz.

Por analogia, imagina-se uma montanha muito alta e uma pessoa que almeja ir até o seu outro lado, devendo, para isso, percorrer toda a distância até o topo e posteriormente descer na direção desejada. Agora imaginemos que exista um túnel na base da montanha que leve até o outro lado em uma linha quase reta. A distância percorrida pela pessoa até o outro lado seria bem menor do que se ela precisasse subir até o topo para depois descer. Como o espaço-tempo, na teoria da relatividade geral, é curvo e tratado como uma espécie de tecido que pode ser deformado e até perfurado, foi sugerida a existência desses buracos no espaço-tempo. Em 1935, Einstein e Nathan Rosen mostraram que a teoria da relatividade permitia a ocorrência do que chamaram de “pontes”, que ficaram sendo conhecidas como “pontes de Einstein-Rosen” (HAWKING, 2005).

As pontes de Einstein-Rosen, como ficaram conhecidas, mas que hoje são chamadas de “buracos de minhoca”, duravam pouco tempo, ou seja, quando uma nave o atravessasse, logo o buraco de minhoca entraria em colapso, tornando-se um buraco negro. Seria necessário encontrar uma forma de manter o buraco de minhoca aberto tempo suficiente para que um corpo macroscópico pudesse atravessá-lo. A sugestão de alguns físicos seria a utilização da energia negativa (que já foi descrita acima), na medida em que, teoricamente, essa forma exótica de energia poderia manter um buraco de minhoca estável, tornando-o transponível (HAWKING, 2005).

Segundo a teoria quântica, alguns físicos sugerem a existência de minúsculos buracos de minhoca que aparecem e desaparecem a todo o tempo à nossa volta. No entanto, as dificuldades mencionadas acima permanecem, ou seja, o tempo de duração desses buracos no tecido do espaço-tempo é muito curto, sem contar que o seu tamanho é da escala das partículas subatômicas.

Até aqui, o buraco de minhoca já foi descrito de forma qualitativa. Mas como ele poderia ser utilizado como máquina do tempo? Antes de tudo, deve-se encontrar um buraco de minhoca no universo e, se isso não for possível, deve-se desenvolver um método para gerá-lo um artificialmente, provavelmente com um acelerador de partículas extremamente potente. Vamos imaginar que uma civilização avançada consiga realizar qualquer um dos dois feitos. Posteriormente, deve-se encontrar energia negativa ou alguma outra forma de energia que possa manter o buraco de minhoca estável.

Tendo um buraco de minhoca estável, seria possível conectar uma das extremidades do buraco de minhoca à Terra e a outra a uma espaçonave rebocadora. Essa espaçonave rebocaria uma das extremidades do buraco de minhoca até uma longa distância, movendo-se com uma velocidade próxima à da luz, enquanto a outra extremidade ficaria presa à Terra. Tendo em vista o efeito da dilatação temporal, o tempo na extremidade que presa à espaçonave passaria mais lentamente do que o tempo na extremidade presa à Terra. Posteriormente a espaçonave pousaria na Terra carregando consigo a extremidade do buraco de minhoca.

Devido à dilatação temporal, quando a espaçonave pousasse na Terra, carregando uma das extremidades do buraco de minhoca, já teriam se passado vários anos a mais no planeta em relação à outra extremidade do buraco de minhoca que permaneceu no planeta Terra. Isso significa que uma extremidade do buraco de minhoca existiria no passado, enquanto a outra existiria no futuro. Sendo assim, qualquer pessoa poderia entrar na extremidade que está no passado e sair no futuro, ou mesmo fazer o caminho inverso e voltar do futuro para o passado. Até os dias atuais, a máquina do tempo com base no buraco de minhoca transponível, segundo a maioria dos físicos, é a proposta mais promissora para tornar possíveis as viagens para o futuro e de volta para o passado. (HAWKING, 2002).

Apesar das possibilidades físicas existentes para se viajar para trás no tempo, é impossível a realização prática dessas viagens com a tecnologia disponível até os dias atuais. O próprio Stephen Hawking, que é uma das referências da atualidade nos estudos que envolvem questões referentes ao tempo e espaço, chega a duvidar que um dia as viagens para o passado se tornem possíveis: “[...] não temos indícios confiáveis de visitantes do futuro” (HAWKING, 2002, p. 142). Hawking argumenta que, se algum dia as viagens para o passado pudessem ser realizadas, então, o nosso cotidiano deveria estar infestado de turistas do futuro. Em contrapartida, o mesmo autor resolve, de certa forma, o problema, sugerindo que, se algum dia for inventada uma máquina que possa voltar no tempo, as viagens poderiam ocorrer apenas até o tempo em que a máquina foi inventada, nunca para um tempo anterior à sua existência.

São inúmeros os paradoxos e problemas filosóficos que surgem quando se considera a possibilidade de voltar no tempo. O mais famoso é chamado de “paradoxo do avô”. Imaginemos que alguém possa voltar no tempo e matar seu próprio avô, antes que este tenha gerado seu pai. Isso impediria seu próprio nascimento. Nesse caso, é coerente realizar a seguinte pergunta: como alguém pode voltar no tempo e matar o avô antes de seu próprio pai ter sido gerado, se, com isso, essa pessoa impede o próprio nascimento? Ou seja, se essa pessoa ainda não nasceu, como pode voltar no tempo e matar o próprio avô para impedir seu próprio nascimento?

Em seu livro Física do impossível, Michio Kaku apresenta três soluções possíveis para esse paradoxo. A primeira diz o seguinte: “[...] você não tem livre-arbítrio. Você é forçado a completar o passado como ele foi escrito”. Isso significa que, mesmo que alguém possa voltar no tempo, não poderá modificar a história, ou seja, se você voltou no tempo e fez alguma modificação, é porque isso já estava escrito na história (KAKU, 2010, p. 233). A segunda solução apresentada pelo mesmo autor diz que: “[...] você tem livre-arbítrio, portanto pode mudar o passado, mas dentro de certos limites”. Essa solução implica no fato de você poder modificar o passado, no entanto, quando essa modificação fosse gerar um paradoxo, como, por exemplo, se você fosse matar seu próprio avô, alguma força ou lei física o impediria de fazê-lo (KAKU, 2010, p. 233). A terceira solução apresentada diz que: “[...] o universo se divide em dois”. Essa solução implica na existência de universos paralelos (KAKU, 2010, p. 234). Toda vez que alguém volta ao passado, na verdade, pode fazer o que quiser, pois está em um universo paralelo, vivendo uma história diferente daquela que estaria vivendo se não tivesse voltado no tempo. Portanto, se você matar seu avô, na realidade, terá matado o seu avô nessa história alternativa, e não naquela em que se encontrava antes de voltar no tempo, ou seja, as duas histórias coexistem: numa você matou seu avô, na outra, não.

A existência de universos paralelos vem sendo estudada atualmente pelos físicos. Nesses estudos, o universo passa a ser chamado de “multiverso”. Existem vários modelos que permitem a existência desses universos paralelos, no entanto, eles ainda não foram detectados experimentalmente. Embora existam teorias teoricamente promissoras, as viagens no tempo para o passado ainda não foram observadas na natureza, e não se tem previsão de que se possa realizá-las em laboratório. Entretanto, não existe uma teoria que afirme a impossibilidade da sua realização. Nesse sentido, esse campo de pesquisa permanece aberto, podendo a qualquer momento dar origem a uma nova teoria que modifique drasticamente o paradigma vigente no meio científico.

REFERÊNCIAS

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KAKU, Michio. Física do impossível: uma exploração pelo mundo de phasers, campos de força, teletransporte e viagens no tempo. Rio de Janeiro: Rocco, 2010.

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