Viagem no tempo: teorias, possibilidades e paradoxos explicados

A viagem no tempo tem sido um assunto de grande interesse para a ficção científica desde muito tempo. Quer sejam filmes como Planeta dos Macacos (1968) ou franquias modernas como “Doutor quem” e “Jornada nas Estrelas”; o conceito está atraindo muitos olhares. Não apenas filmes e programas, mas até mesmo alguns contos mitológicos como Mahabharata e a história japonesa de Urashima Tarô apoiar a evidência de que a viagem no tempo existe. Muitas vezes vemos histórias em que personagens usam máquinas do tempo para viajar ao longo dos anos, mas a realidade é muito mais complexa e inexplicável.

Compreendendo o conceito de viagem no tempo

Viagem no Tempo é definida como o fenômeno de movimentação entre diferentes pontos no tempo por meio de um dispositivo hipotético denominado “Máquina do Tempo”. Apesar de estar predominantemente relacionado ao campo da filosofia e da ficção, é de alguma forma apoiado, em pequena medida, pela física em conjunto com a mecânica quântica. Porém, antes de entrarmos no argumento de quão real ele é, vamos compreender o significado fundamental do tempo.

Basicamente, toda a ideia de Viagem no Tempo é administrada pelo conceito de tempo. Normalmente as pessoas acreditam que o tempo é constante, mas o famoso Físico Albert Einstein introduziu o “Teoria da relatividade” conforme isso, o tempo é relativo. Em outras palavras, o tempo desacelera ou acelera dependendo da rapidez com que o observador se move em relação a outra coisa. Segundo ele, uma pessoa viajando dentro de uma espaçonave na velocidade da luz envelheceria muito mais lentamente do que seu irmão gêmeo em casa.

O tempo é relativo

O tempo é relativo

Depois da Teoria da Relatividade de Einstein, seu professor Herman Minkowski enfatizou o espaço-tempo, um modelo matemático que une espaço e tempo em um continuum. Isto implica que o tempo e o espaço não podem existir um sem o outro. O espaço é uma arena tridimensional que consiste em comprimento, largura e altura. A isto se junta o Tempo com a quarta dimensão chamada direção. Portanto, tudo o que acontece no universo ocorre neste continuum espaço-tempo. Embora isto valide que os viajantes espaciais são ligeiramente mais jovens do que os seus gémeos quando regressam à Terra, ainda assim um grande salto no passado ou no futuro não é possível com a tecnologia actual.

Máquinas do Tempo

Acredita-se que para voltar ou avançar no tempo seria necessário um dispositivo chamado Máquina do tempo. A pesquisa sobre tal dispositivo envolveria dobrar o espaço-tempo a tal ponto que as linhas do tempo girassem sobre si mesmas para formar um loop, que é denominado como “curva temporal fechada”. Tal ação exige o uso de uma forma exótica de matéria com “densidade de energia negativa” que possui a propriedade única de se mover na direção oposta da matéria normal quando empurrada. Mesmo que exista, a quantidade seria pequena demais para construir uma máquina.

Representação pictórica da viagem no tempo através de uma curva fechada semelhante ao tempo

Representação pictórica da viagem no tempo através de uma curva fechada semelhante ao tempo

No entanto, algumas outras pesquisas sugerem que as máquinas do tempo também podem ser construídas através da construção de um buraco em forma de rosca envolvido por uma esfera de matéria normal. Dentro deste buraco em forma de rosca preenchido com vácuo, a força gravitacional pode ser usada para dobrar o espaço-tempo de modo a formar uma curva fechada semelhante ao tempo. Depois de correr dentro deste donut, o viajante poderá voltar no tempo a cada volta. Mas, na realidade, é bastante complexo porque os campos gravitacionais têm de ser muito fortes e exigiriam uma manipulação precisa.

Abordagens de viagem no tempo em física

Depois de estudar e pesquisar sobre Viagem no Tempo, vários físicos criaram abordagens que podem apoiar a sua possibilidade, pelo menos teoricamente. Vamos dar uma olhada nesses conceitos para entender como a Viagem no Tempo poderá realmente funcionar algum dia.

Dilatação do tempo

Explicação da dilatação do tempo

Explicação da dilatação do tempo

Um aspecto importante da teoria da relatividade de Einstein é o termo “dilatação do tempo”, que é definido como a diferença de tempo decorrido entre dois eventos, medida por observadores que estão se movendo um em relação ao outro ou estão situados em locais diferentes da massa gravitacional. De acordo com a teoria, a dilatação do tempo pode ser resumida como um fenômeno que ocorre devido à diferença na gravidade ou na velocidade relativa.

Na relatividade especial, o efeito de dilatação do tempo é recíproco, ou seja, quando dois relógios estão em movimento um em relação ao outro, para ambos os observadores, o outro estará dilatado no tempo ou o outro relógio se moverá mais devagar. Contudo, na relatividade geral, um observador no topo da torre descobrirá que o relógio mais próximo do solo é mais lento e o outro observador concordará sobre a direção e magnitude desta diferença.

Devido ao conceito de dilatação do tempo, o atual recorde humano de viagem no tempo é detido pelo cosmonauta russo Sergei Krikalev. Devido à alta velocidade (7,66 km/s) da ISS e ao tempo passado no espaço, acredita-se que o cosmonauta realmente chegou 0,02 segundos no futuro enquanto retornava à Terra.

Corda Cósmica

Diagrama representando cordas cósmicas

Diagrama representando cordas cósmicas

Em 1991 J Ricardo Gott deu a ideia de Cordas Cósmicas, que se acredita serem remanescentes do cosmos primitivo. Eles são definidos como objetos semelhantes a cordas ou tubos estreitos de energia que se estendem por toda a extensão do universo. Devido à enorme quantidade de massa e à enorme atração gravitacional, permitiria que objetos presos às Cordas Cósmicas viajassem à velocidade da luz.

Portanto, se duas cordas forem puxadas próximas uma da outra ou uma delas for esticada perto do buraco negro, isso pode deformar o espaço-tempo a tal ponto que levaria à criação de uma curva fechada semelhante ao tempo e, portanto, à possibilidade de tempo viagem. Teoricamente, a gravidade gerada por estas duas cordas cósmicas ajudaria a impulsionar uma nave espacial para o passado.

No entanto, chegando à realidade, é necessário que o laço de cordas contenha metade da massa-energia de uma galáxia inteira para viajar um ano atrás no tempo. Isto implica que para alimentar uma máquina do tempo seria necessário dividir metade dos átomos presentes em toda a galáxia.

Buracos negros

Ilustração do Buraco Kerr

Ilustração do Buraco Kerr

Quando as estrelas (com uma massa superior a quatro vezes a do nosso Sol) chegam ao fim da sua vida e todo o seu combustível é queimado, elas colapsam sob a pressão do seu próprio peso, criando “Buracos Negros”. A fronteira de um buraco negro, chamada Horizonte de eventos, tem uma atração gravitacional tão forte que nem mesmo permite que a luz passe por ele. Como a luz viaja na velocidade mais rápida, tudo o mais que viaja através de um buraco negro também é arrastado para trás. Um buraco negro não rotativo é denominado Buraco negro de Schwarzschild.

No entanto, viajar para um universo paralelo é possível através de um buraco negro em rotação chamado Buraco Kerr. Foi proposto em 1963 por um matemático chamado Roy Kerr. De acordo com sua teoria, se estrelas moribundas colapsassem em um anel giratório de estrelas de nêutrons, isso produziria força centrífuga suficiente para impedir a formação de singularidade.

Nota: Singularidade pode ser percebido como o ponto em que o buraco negro se estreita, como uma casquinha de sorvete. Neste ponto, as leis da Física deixam de existir e toda a matéria é esmagada de forma irreconhecível.

Como não haverá singularidade, seria seguro passar por um buraco negro sem ser esmagado e sair de um buraco negro. “Buraco Branco”. Acredita-se que um buraco branco seja a extremidade de exaustão de um buraco negro que empurra tudo para longe dele. Portanto, podemos viajar para outro tempo ou até mesmo para outro universo.

Embora os buracos de Kerr sejam apenas teóricos, se existirem, poderemos encontrar o caminho para uma viagem só de ida ao passado ou ao futuro. No entanto, o físico Kip Thorne acredita que tal buraco negro não existe e que sugaria tudo antes mesmo de alguém chegar à Singularidade.

Buracos de minhoca

Representação diagramática do buraco de minhoca

Representação diagramática do buraco de minhoca

Buracos de minhoca, também conhecidos como Pontes Einstein-Rosen, são considerados o meio mais potencial para viajar no tempo. Poderia permitir-nos viajar vários anos-luz da Terra e em muito menos tempo em comparação com os métodos convencionais de viagem espacial. A possibilidade de buracos de minhoca baseia-se na teoria da relatividade de Einstein, que diz que qualquer massa curva o espaço-tempo. O exemplo a seguir é usado para explicar essa curvatura.

Se duas pessoas estiverem segurando um lençol esticando-o bem e uma bola de beisebol for colocada sobre o lençol, seu peso fará com que ela role até o meio do lençol, criando uma curva naquele ponto. Agora, se uma bola de gude for colocada na folha, ela viajará em direção à bola de beisebol por causa da curva. Aqui o espaço é representado como um plano bidimensional do que as quatro dimensões que realmente constituem o espaço-tempo.

Agora, se esta folha for dobrada deixando um espaço na parte superior e inferior, colocar a bola de beisebol na parte superior formaria uma curvatura. Se uma massa igual for colocada na parte inferior em um ponto correspondente à localização da bola de beisebol, a segunda massa acabaria por encontrar a bola de beisebol. Da mesma forma, buracos de minhoca podem se desenvolver.

No espaço, massas que exercem pressão sobre diferentes partes do universo combinam-se para formar um túnel. Teoricamente, este túnel une dois tempos distintos e permite a passagem entre eles. No entanto, é possível que certas propriedades físicas imprevistas possam impedir a ocorrência de buracos de minhoca e, mesmo que existam, estes possam ser realmente instáveis.

Possivelmente algum dia o ser humano poderá aprender a capturar, estabilizar e ampliar esses túneis, mas de acordo com o Dr. Hawking, prolongar a vida de um túnel através do espaço-tempo dobrado pode levar a um ciclo de feedback de radiação que destrói o túnel do tempo.

Paradoxos da viagem no tempo

Se algum dia elaborássemos uma teoria para a viagem no tempo, daríamos lugar a certas complexidades conhecidas como paradoxos. Um paradoxo é algo que se contradiz. Em outras palavras, não se acredita que a viagem no tempo seja um conceito prático devido a certas situações que provavelmente surgirão como consequências. Estes são amplamente classificados como -:

1. Loops Casuais Fechados: A causa e o efeito correm em um círculo causando um loop e também são internamente consistentes com o histórico da linha do tempo.

Diagrama representando o loop temporal

Diagrama representando o loop temporal

• Paradoxo da Predestinação

É definida como a situação em que um viajante que volta no tempo provoca o evento que ele tenta evitar. Implica que qualquer tentativa de impedir a ocorrência de qualquer evento no passado simplesmente levaria à própria causa. O paradoxo sugere que as coisas estão destinadas a acontecer como aconteceram e qualquer pessoa que tentasse mudar o passado ficaria presa no ciclo repetitivo do tempo. Por exemplo, se você viajar no passado para evitar que sua amante morra em um acidente de viação, descobrirá que foi você quem a atropelou acidentalmente.

• Paradoxo de Bootstrap

Um paradoxo bootstrap, também conhecido como Paradoxo Ontológico, onde um objeto, pessoa ou informação enviada de volta no tempo leva a um loop infinito onde o objeto não tem origem discernível e acredita-se que exista sem nunca ter sido criado. Implica que o passado, o presente e o futuro não estão definidos, tornando complicado identificar a origem de qualquer coisa. Levanta questões como como os objetos foram criados e por quem.

2. Paradoxo da Consistência: Gera uma série de inconsistências na linha do tempo relacionadas à possibilidade de alteração do passado. Ele pode ser dividido nas seguintes categorias.

• O Paradoxo do Avô

Paradoxo do Avô

Paradoxo do Avô

Esse paradoxo fala de uma situação hipotética em que uma pessoa viaja no tempo e mata seu avô paterno na época em que seu avô nem conhecia sua avó. Em tal situação, seu pai nunca teria nascido e nem o próprio viajante. Então, se ele nunca nasceu, como viajaria ao passado para matar seu avô?

O paradoxo também fala sobre o autoinfanticídio, onde um viajante do tempo vai ao passado para se matar quando era criança. Agora, se ele se matou quando era criança, como ele existiria no futuro para voltar no tempo? Alguns físicos dizem que você seria capaz de voltar no tempo, mas não seria capaz de mudá-lo, enquanto outros sugerem que você nasceria em um universo, mas não nasceria em outro universo.

• O Paradoxo de Hitler

Semelhante ao paradoxo do avô, o paradoxo do assassinato de Hitler apaga a razão pela qual você gostaria de voltar ao passado e matar Hitler. Além disso, matar o avô poderia ter um “efeito borboleta”, mas matar Hitler teria um impacto de longo alcance na História, pois mudaria todo o curso dos acontecimentos. Se você conseguisse matar Hitler, não haveria razão que o fizesse querer voltar no tempo e matá-lo.

Este paradoxo foi explicado muito bem em um episódio de Twilight Zone chamado “Cradle of Darkness”, bem como em um episódio “Let's Kill Her” de Dr. Who.

• Paradoxo de Polchinski

O físico americano Joseph Polchinski propôs um paradoxo onde uma bola de bilhar entra em um buraco de minhoca e emerge do outro lado no passado bem a tempo de colidir com sua versão mais jovem e impedi-la de entrar no buraco de minhoca em primeiro lugar. Ao propor este cenário, Joseph tinha em mente o Princípio da Autoconsistência de Novikov, que afirma que a viagem no tempo é possível, mas os paradoxos do tempo são proibidos.

Uma série de soluções foram sugeridas para evitar essas inconsistências, como a bola de bilhar desferir um golpe que muda o curso da versão mais jovem da bola, mas não a impediria de entrar no buraco de minhoca. Isso também explica que se você voltar no tempo para matar seu avô, alguma coisa ou outra acontecerá para impedi-lo de fazer isso acontecer, preservando assim a consistência da História.

Soluções para os paradoxos

A fim de encontrar uma solução para esses paradoxos mencionados acima, os cientistas propuseram algumas explicações que estão listadas abaixo

A solução: A viagem no tempo é impossível por causa dos paradoxos que cria.

Hipótese de autocura: Se conseguirmos mudar os acontecimentos do passado, isso desencadeará outro conjunto de acontecimentos que manterão o presente inalterado.

O Multiverso: Cada vez que um evento no passado é alterado, um universo ou linha do tempo paralelo alternativo é criado.

Hipótese da linha do tempo apagada: Uma pessoa viajando para o passado existiria na nova linha do tempo, mas sua própria linha do tempo seria apagada.

A viagem no tempo é possível?

A viagem no tempo é possível?

A viagem no tempo é possível?

Ninguém parece ter uma resposta definitiva a favor ou contra a existência da Viagem no Tempo. Por um lado, Einstein sugeriu viajar à velocidade da luz para passear pelo futuro, mas isso significaria que seria necessária uma quantidade inimaginável de energia. Além disso, a força centrífuga sobre o corpo seria fatal. Embora tenha sido observado que os viajantes espaciais envelhecem um pouco mais devagar em comparação com seus gêmeos idênticos na Terra, alguns acreditam que não há uma resposta definitiva para viajar de volta ao espaço.

Físico teórico Brian Greene da Universidade de Columbia diz que “Ninguém deu uma prova definitiva de que não se pode viajar ao passado. Mas cada vez que olhamos para as propostas e os detalhes, parece claro que elas estão no limite das leis conhecidas da física.” Além do mais, Prof. Hawking sente que “a ficção científica de hoje é o fato científico de amanhã”.

No entanto, os paradoxos, especialmente o paradoxo do avô, impuseram um grande ponto de interrogação sobre a possibilidade da Viagem no Tempo. Basicamente, com as atuais leis e conhecimentos da Física, o humano não conseguirá sobreviver no processo de Viagem no Tempo. Portanto, precisamos de certos desenvolvimentos nas teorias quânticas até termos certeza de como os paradoxos podem ser resolvidos.

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