As possibilidades científicas da viagem no tempo

Histórias sobre viagens ao passado e ao futuro há muito capturam nossa imaginação, mas a questão de saber se o tempo viajar é possível é espinhoso que vai direto ao coração da compreensão do que os físicos querem dizer quando usam a palavra "Tempo."

A física moderna nos ensina que o tempo é um dos aspectos mais misteriosos do nosso universo, embora possa parecer à primeira vista direto. Einstein revolucionou nosso entendimento do conceito, mas mesmo com esse entendimento revisado, alguns cientistas ainda ponderam sobre a questão de saber seo tempo realmente existe ou se é uma mera "ilusão teimosamente persistente" (como Einstein certa vez o chamou). Seja qual for o tempo, porém, os físicos (e escritores de ficção) descobriram algumas maneiras interessantes de manipulá-lo para considerar atravessá-lo de maneiras não-ortodoxas.

Embora referenciado em H.G. Wells ' A máquina do tempo (1895), a ciência atual das viagens no tempo não surgiu até o século XX, como efeito colateral da

Uma das surpreendentes conseqüências da relatividade é que o movimento pode resultar em uma diferença na maneira como o tempo passa, um processo conhecido como dilatação do tempo. Isso se manifesta de maneira mais dramática no clássico Twin Paradox. Neste método de "viagem no tempo", você pode avançar para o futuro mais rápido do que o normal, mas não há realmente nenhum caminho de volta. (Há uma pequena exceção, mas mais sobre isso mais adiante neste artigo.)

Em 1937, o físico escocês W. J. van Stockum aplicou a relatividade geral pela primeira vez de uma maneira que abriu a porta para viagens no tempo. Ao aplicar a equação da relatividade geral a uma situação com um cilindro rotativo infinitamente longo e extremamente denso (como um poste de barbearia sem fim). A rotação de um objeto tão grande na verdade cria um fenômeno conhecido como "arrastamento de quadros", que é o fato de arrastar o espaço-tempo junto com ele. Van Stockum descobriu que, nessa situação, era possível criar um caminho no espaço-tempo quadridimensional que começava e terminava no mesmo ponto - algo chamado curva temporal fechada - qual é o resultado físico que permite a viagem no tempo. Você pode partir em uma nave espacial e percorrer um caminho que o leva de volta ao exato momento em que começou.

Embora tenha sido um resultado intrigante, essa era uma situação bastante artificial, então não havia muita preocupação sobre isso. Uma nova interpretação estava prestes a aparecer, no entanto, que era muito mais controversa.

Em 1949, o matemático Kurt Godel - um amigo de Einstein e um colega em Princeton Instituto de Estudos Avançados da Universidade - decidiu enfrentar uma situação em que todo o universo é girando. Nas soluções de Godel, a viagem no tempo era realmente permitida pelas equações se o universo estivesse girando. Um universo rotativo poderia funcionar como uma máquina do tempo.

Agora, se o universo estivesse girando, haveria maneiras de detectá-lo (raios de luz dobrariam, por exemplo, se o todo o universo estava girando), e até agora a evidência é esmagadoramente forte de que não há nenhum tipo de rotação. Então, novamente, a viagem no tempo é descartada por esse conjunto específico de resultados. Mas o fato é que as coisas no universo giram e isso abre novamente a possibilidade.

Em 1963, o matemático neozelandês Roy Kerr usou as equações de campo para analisar uma rotação buraco negro, chamado buraco negro de Kerr, e descobriu que os resultados permitiam um caminho através de um buraco de minhoca no buraco negro, perdendo a singularidade no centro, e saindo do outro lado. Esse cenário também permite curvas fechadas, como o físico teórico Kip Thorne percebeu anos depois.

No início dos anos 80, enquanto Carl Sagan trabalhou em seu romance de 1985 Contato, ele abordou Kip Thorne com uma pergunta sobre a física da viagem no tempo, que inspirou Thorne a examinar o conceito de usar um buraco negro como meio de viagem no tempo. Juntamente com o físico Sung-Won Kim, Thorne percebeu que você poderia (em teoria) ter um preto buraco com um buraco de minhoca conectando-o a outro ponto no espaço aberto por alguma forma de negativo energia.

Mas só porque você tem um buraco de minhoca não significa que você tem uma máquina do tempo. Agora, vamos supor que você possa mover uma extremidade do buraco de minhoca (a "extremidade móvel). Você coloca a extremidade móvel em uma nave espacial, lançando-a no espaço quase velocidade da luz. A dilatação do tempo entra em ação, e o tempo experimentado pela extremidade móvel é muito menor que o tempo experimentado pela extremidade fixa. Vamos supor que você mova o final móvel 5.000 anos para o futuro da Terra, mas o final móvel apenas "envelhece" 5 anos. Então você sai em 2010 AD, digamos, e chega em 7010 AD.

No entanto, se você viaja pela extremidade móvel, na verdade sairá da extremidade fixa em 2015 AD (já que cinco anos se passaram na Terra). O que? Como é que isso funciona?

Bem, o fato é que as duas extremidades do buraco de minhoca estão conectadas. Não importa a que distância estejam, no espaço-tempo, eles ainda estão basicamente "próximos" um do outro. Como a extremidade móvel é apenas cinco anos mais antiga do que quando partiu, a passagem o levará de volta ao ponto relacionado no buraco de minhoca fixo. E se alguém do AD Earth de 2015 atravessar o buraco de minhoca fixo, sairia em 7010 DC do buraco de minhoca móvel. (Se alguém atravessasse o buraco de minhoca em 2012 DC, acabaria na espaçonave em algum lugar no meio da viagem e assim por diante.)

Embora essa seja a descrição mais fisicamente razoável de uma máquina do tempo, ainda existem problemas. Ninguém sabe se existem buracos de minhoca ou energia negativa, nem como montá-los dessa maneira, se eles existem. Mas é (em teoria) possível.