O conceito de viagem no tempo sempre capturou a imaginação de físicos e leigos. Mas ela é realmente possível? Claro que é. Estamos fazendo isso agora, não estamos? Estamos todos viajando para o futuro um segundo de cada vez.
Mas isso não era o que você estava pensando. Podemos viajar muito mais para o futuro? Absolutamente. Se pudéssemos viajar perto da velocidade da luz, ou na proximidade de um buraco negro, o tempo diminuiria, permitindo-nos viajar arbitrariamente para o futuro. A questão realmente interessante é se podemos viajar de volta ao passado.
Sou professor de física na Universidade de Massachusetts, Dartmouth, e ouvi pela primeira vez sobre a noção de viagem no tempo quando tinha 7 anos, de um episódio de 1980 da série de TV clássica de Carl Sagan, “Cosmos“. Eu decidi que um dia eu ia estudar profundamente a teoria subjacente a tais idéias criativas e notáveis: a relatividade de Einstein. Vinte anos depois, saí com um Ph.D. no campo e tenho sido um pesquisador ativo na teoria desde então.
Agora, um de meus alunos de doutorado acaba de publicar um artigo na revista Classical and Quantum Gravity, que descreve como construir uma máquina do tempo usando um conceito muito simples.
Curvas do tempo fechadas
A teoria geral da relatividade de Einstein permite a possibilidade de distorcer o tempo de tal modo que ele se dobra sobre si mesmo, resultando em um loop temporal. Imagine que você está viajando nesse ciclo; isso significa que em algum momento, você acabaria em um momento no passado e começaria a experimentar os mesmos momentos desde então, tudo de novo – um pouco como o deja vu, exceto que você não perceberia isso. Tais construções são frequentemente referidas como “curvas do tempo fechadas” ou CTCs na literatura de pesquisa, e popularmente referidas como “máquinas do tempo”. As máquinas do tempo são um subproduto de esquemas de viagem eficazes mais rápidas que a luz e entendê-los pode melhorar nossa compreensão de como o universo funciona.
Nas últimas décadas, físicos bem conhecidos como Kip Thorne e Stephen Hawking produziram trabalhos seminais sobre modelos relacionados a máquinas do tempo.
A conclusão geral que emergiu de pesquisas anteriores, incluindo as de Thorne e Hawking, é que a natureza proíbe os ciclos do tempo. Talvez isso seja melhor explicado na “Conjectura de Proteção Cronológica“, de Hawking, que essencialmente diz que a natureza não permite mudanças em sua história passada, poupando-nos assim dos paradoxos que podem surgir se a viagem no tempo fosse possível.
Talvez o mais conhecido entre esses paradoxos que emergem devido à viagem no tempo para o passado é o chamado “paradoxo do avô”, no qual um viajante volta ao passado e mata seu próprio avô. Isso altera o curso da história de uma maneira que surge uma contradição: o viajante nunca nasceu e, portanto, não pode existir. Tem havido muitos enredos de filmes e novelas baseados nos paradoxos que resultam das viagens no tempo – talvez alguns dos mais populares sejam os filmes “Back to the Future” e “ Groundhog Day ”.
Matéria exótica
Dependendo dos detalhes, diferentes fenômenos físicos podem intervir para impedir que curvas fechadas do tempo se desenvolvam em sistemas físicos. O mais comum é o requisito para um determinado tipo de assunto “exótico” que deve estar presente para que um ciclo do tempo exista. Vagamente falando, matéria exótica é matéria que tem massa negativa. O problema é que a massa negativa não é conhecida por existir na natureza.
Caroline Mallary, uma estudante de doutorado na Universidade de Massachusetts, Dartmouth, publicou um novo modelo para uma máquina do tempo na revista Classical & Quantum Gravity. Este novo modelo não requer nenhum material exótico de massa negativa e oferece um design muito simples.
O modelo de Mallary consiste em dois carros super longos – construídos de material que não é exótico e tem massa positiva – estacionados em paralelo. Um carro avança rapidamente, deixando o outro estacionado. Mallary foi capaz de mostrar que, em tal configuração, um loop temporal pode ser encontrado no espaço entre os carros.
Então você pode construir isso no seu quintal?
Se você suspeitar que há uma captura, você está correto. O modelo de Mallary exige que o centro de cada carro tenha densidade infinita. Isso significa que eles contêm objetos – chamados de singularidades – com densidade, temperatura e pressão infinitas. Além disso, ao contrário das singularidades que estão presentes no interior dos buracos negros, o que as torna totalmente inacessíveis do exterior, as singularidades no modelo de Mallary são completamente nuas e observáveis e, portanto, têm verdadeiros efeitos físicos.
Os físicos não esperam que tais objetos peculiares existam na natureza também. Então, infelizmente, uma máquina do tempo não estará disponível tão cedo. No entanto, este trabalho mostra que os físicos podem ter que refinar suas idéias sobre o porquê de curvas do tempo fechadas serem proibidas.
Publicado originalmente em The Conversation. Leves alterações foram feitas para melhor compreensão.
