Como a física de Einstein permite voltar no tempo

Nas Teorias da Relatividade Geral e Espacial, a viagem no tempo não apenas é possível, como também há previsões sobre como executá-la. Embora não seja fácil encontrar as ferramentas para uma “máquina do tempo”, não existe nada que nos impeça de voltar ao passado.

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O físico Albert Einstein revolucionou nossa compreensão do universo ao postular que espaço e tempo não são entidades separadas, mas sim entrelaçadas em um tecido inseparável conhecido como espaço-tempo.

Uma das implicações disso está no próprio Big Bang: quando o universo tinha apenas algumas frações de segundos de idade, seu espaço também era apenas uma minúscula fração do que é hoje.

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As propriedades do espaço-tempo permitem coisas que, antes de Einstein, seriam impossíveis de se imaginar. Por exemplo, os buracos negros só podem ser explicados se compreendermos o fenômeno de distorção desse tecido pela gravidade dos corpos com massa.

Com a Teoria da Relatividade Geral e Especial de Einstein, foram desenvolvidas equações que prevêem coisas ainda mais excêntricas, como as viagens no tempo. Matematicamente, elas são possíveis — o problema são os recursos.

Intervalo de Einstein

Nesse contexto, há algo chamado intervalo de espaço-tempo (ou intervalo de Einstein), que representa o movimento de um objeto através do espaço e do tempo, simultaneamente.

De acordo com esse princípio, quanto mais lentos no espaço, mais rápidos viajamos no tempo. Se o seu deslocamento espacial for igual a zero, você se moverá no tempo na maior velocidade permitida: 1 segundo para futuro a cada segundo do seu relógio.

O oposto também é verdadeiro: se você se deslocar no espaço à velocidade máxima permitida (a da luz), sua viagem no tempo será de 0 segundo a cada segundo do seu relógio. Em outras palavras, o tempo para você estará “congelado”.

Podemos resumir do seguinte modo: quanto mais rápido você se move no espaço, mais devagar você se move no tempo, e vice-versa. A implicação disso é que, se pudéssemos viajar mais rápido que a luz, voltaríamos no tempo.

Claro, é impossível atingirmos ou superarmos a velocidade da luz, então o tempo não pode parar.

Mas há outros meios de viajar no tempo, segundo as previsões de Einstein.

Buracos de minhoca

Conforme mencionado anteriormente, o espaço-tempo pode ser distorcido, curvado, expandido e contraído. Percebendo isso, Einstein e seu então aluno Nathan Rose formularam, na década de 1930, a ideia da ponte Einstein-Rosen, ou simplesmente buraco de minhoca.

A analogia clássica para descrever esse objeto hipotético é uma folha de papel curvada para conectar dois pontos distantes em sua superfície. Com isso, ela deixa de ser um objeto apenas bidimensional e passa a ocupar três dimensões.

Se pudermos dobrar o espaço-tempo para conectar dois pontos distantes um do outro, teremos criado um buraco de minhoca. Geralmente, a ficção científica utiliza esse conceito para explicar viagens no espaço a longas distâncias em pouco tempo, mas há outras possibilidades.

Construindo um buraco de minhoca

Um buraco negro é uma região do espaço onde a densidade é tão grande, e a gravidade é tão intensa, que nada pode escapar. Normalmente, acredita-se que eles conduzem a uma singularidade central que reduz tudo em um único ponto minúsculo.

No entanto, existe a possibilidade de que um buraco negro conecte a outra região do espaço-tempo que corresponde ao oposto de um buraco negro: o buraco branco. Nele, em vez de serem atraídos, os objetos seriam expulsos para longe.

Caso a singularidade de buraco negro e a de um buraco branco estejam conectadas, um objeto que cair no primeiro será ejetado do outro lado. O mais legal é que, considerando que esses objetos esticam o espaço-tempo, essa ponte pode conectar regiões muito distantes entre si.

O problema é que ainda não sabemos se buracos brancos existem, muito menos se eles poderiam estar conectados aos buracos negros. Ainda assim, os cientistas procuram evidências dessas estruturas.

Uma das buscas é por algum tipo de matéria com massa/energia negativa, essenciais para a formação de um buraco branco.

Buracos de minhoca quânticos

Embora a Teoria da Relatividade Geral e a Mecânica Quântica sejam incompatíveis, podemos aplicar o conceito de buracos de minhoca no mundo das partículas, já que as flutuações quânticas ocorrem em toda a estrutura do espaço-tempo.

As flutuações podem ter energia tanto positiva quanto negativa, o que permitiria um análogo aos buracos negros e brancos. Teoricamente, isso pode criar regiões de espaço curvo e conectados, formando buracos de minhocas quânticos.

Com isso, seria possível o transporte instantâneo de partículas através do espaço-tempo, mas não de objetos maiores — muito menos seres humanos. Ainda assim, a ideia fornece mais um potencial teórico de para viagens no espaço e no tempo.

Como seria a viagem no tempo

Juntas, todas essas teorias e hipóteses ajudam a construir algumas possibilidades interessantes para os candidatos a viajantes do tempo. Uma vez estabelecidas as duas extremidades de um buraco de minhoca, a conexão entre elas permanece constante.

Ao combinar as leis da Teoria da Relatividade Geral e Especial, poderíamos viajar não apenas no espaço, mas também através do tempo. Para entender como seria, vamos imaginar que temos a tecnologia para criar buracos de minhoca e viajar a 99,9% da velocidade da luz.

Se deixarmos uma extremidade do buraco de minhoca perto da Terra e levarmos a outra para uma estrela a 40 anos-luz de distância, poderemos voltar ao nosso planeta de duas maneiras: fazer o mesmo caminho de volta ou entrar no buraco de minhoca.

A primeira opção nos trará à Terra em 40 anos terrestres, mas experimentaríamos a passagem de apenas seis meses dentro da nave devido ao Intervalo de Einstein. Considerando a viagem de ida e volta, seriam 80 anos para os habitantes da Terra testemunharem nosso retorno, mas vivenciaríamos apenas um ano no espaço.

É mais sábio escolher a segunda opção, que é entrar no buraco de minhoca, que permitiria um retorno instantâneo à Terra. E é justamente aqui onde a “mágica” acontece: para nossos amigos, terão se passado apenas seis meses desde a nossa viagem de ida, e não 40 anos.

O motivo é que, ao levarmos conosco a segunda extremidade deste buraco de minhoca, ela estará em movimento no espaço apenas pelo tempo que estamos vivenciando nessa viagem. Ou seja, assim como nós, a extremidade terá envelhecido apenas seis meses.

Intuitivamente, pensaríamos que teriam se passado 40 anos na Terra, e isso estaria correto se não entrássemos no buraco de minhoca para voltar. Contudo, a conexão entre as duas extremidades do buraco de minhoca funciona literalmente como uma máquina do tempo.

Voltando no tempo

A beleza dessa “mágica” é que poderíamos criar um buraco de minhoca aqui, na Terra, e criar uma cápsula do tempo, mais ou menos parecida com “saves” de um jogo de videogame.

Se alguém tivesse criado um buraco de minhoca em junho de 1984, e uma extremidade fosse enviada em uma jornada qualquer (mesmo que fosse ao redor do planeta, como fez o Superman no filme de 1978) hoje, em 2024, poderíamos entrar na outra extremidade e voltar para 1984.

Mais fascinante ainda é que essa “técnica” de viajar no tempo evitaria o paradoxo do avô, já que poderíamos voltar apenas para o momento em que o buraco de minhoca foi criado.

Se você pudesse voltar no tempo com uma máquina como o Delorean, de De Volta Para o Futuro, seria possível matar seu avô antes mesmo de seus pais serem concebidos, tornando sua própria existência impossível. Sendo assim, quem matou seu avô?

Com as propriedades do espaço e do tempo da Relatividade Geral e Espacial de Einstein, a viagem no tempo pode ser possível sem consequências catastróficas e paradoxos insolúveis. Mas enquanto não forem encontradas ou produzidas matérias de energia negativas, as aventuras temporais existirão apenas na ficção científica.

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