Se a viagem no tempo fosse possível, qual seria o algoritmo necessário ?

Se a viagem no tempo fosse possível, provavelmente seria necessário um algoritmo complexo que levasse em conta a teoria da relatividade de Einstein e os princípios da física quântica. Além disso, seria necessário um dispositivo capaz de manipular a curvatura do espaço-tempo para criar uma trajetória que permitisse a viagem no tempo.

Talvez o algoritmo envolva cálculos com equações como a de Wheeler-DeWitt ou a equação de Dirac, e pode ser necessário usar partículas subatômicas como táquions ou neutrinos para manipular a curvatura do espaço-tempo.

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Para as viagens no tempo, isso significaria que quanto mais rápida a viagem, mais lento o tempo é experienciado. O tempo, de acordo com Einstein, seria uma ilusão que se move em relação a um observador. A essa diferença de como o tempo é percebido é dado o nome de “dilatação do tempo”.

Um experimento com dois relógios de mesmo horário explicou essa teoria muito bem. Um deles ficou na Terra e outro voando num avião (na mesma direção em que a Terra gira). Depois que o avião voou ao redor do mundo, os dois relógios foram comparados, e seus horários eram diferentes. O avião em movimento estava ligeiramente atrás do outro, que ficou em “terra firme”.

A explicação para isso seria a de que o relógio do avião, que andava mais rápido no espaço, estava viajando mais lentamente no tempo. A Teoria da Relatividade também explica por que o astronauta Scott Kelly envelheceu menos durante um ano em órbita do que seu irmão gêmeo que ficou na Terra.

Ainda que essa diferença possa render piadas entre os irmãos em vez de anos de vida útil, é possível comparar a diferença que a órbita da Terra faz na vida de um astronauta. Quando medimos o tempo experienciado na Terra e o dos satélites GPS voando pelo espaço, há diferenças significativas.

Nos satélites GPS com relógios atômicos, o tempo é contado com 7 microssegundos a menos por dia

Foto: WikiImages / Pixabay

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Satélites GPS com relógios atômicos possuem sete microsegundos – ou sete milionésimos de segundo – a menos a cada dia, segundo publicação da American Physicals Society. 

Esse tipo de descompasso revela um tipo de viagem no tempo diferente de como conhecemos, que aparentemente pode ser irrelevante, mas quando consideramos grandes períodos de tempo, a diferença pode impressionar.

Outras possibilidades

Se a explicação de Einstein não parecer muito animadora, saiba que existem outras teorias além dela, e que permitiriam saltos para frente ou para trás no tempo.

É o caso da de Frank Tipler, que propõe girar um cilindro de dez vezes a massa do Sol por alguns bilhões de giros por minuto, o que nos faria “viajar para trás no tempo”. Mas há uma falha: nós não sobreviveríamos ao tipo de atração gravitacional necessário para isso.

Amos Ori, do Instituto de Tecnologia Technion-Israel em Haifa, em Israel, também propôs um modelo para uma máquina do tempo. Ela seria feita de um espaço-tempo curvo (ou seja, um vácuo em forma de donut cercado por uma esfera de matéria). Para ele, "a máquina é o próprio espaço-tempo".

"Se criarmos uma área com uma dobra como esta no espaço que permitiria que as linhas de tempo se fechassem, isso permitiria que as gerações futuras voltassem a visitar nosso tempo”, defende Ori.

A teoria de Ori converge com o que explica pesquisadora de pós-doutorado no Instituto Max Planck de Física Gravitacional na Alemanha, Ana Alonso-Serrano. Segundo ela afirmou ao portal Usa Today, "no momento em que você esculpir o espaço-tempo, você pode brincar com essa curvatura para fazer o tempo chegar em círculo e fazer uma máquina do tempo".

Mas assim como a teoria de Tipler, existem muitas falhas relacionadas a essa teoria. Os viajantes no tempo não conseguiriam viajar para antes da criação da “máquina”. E pior: a construção desta máquina dependeria da nossa capacidade de manipular campos gravitacionais — algo que em teoria, pode ser possível, mas na prática, ainda é muito distante de nós.

Há também a teoria dos "buracos de minhoca" de Einstein e do físico americano-israelense Nathan Rosen. Para eles, no centro de buracos negros está a singularidade, um ponto no qual toda a matéria se comprime a um tamanho zero e, portanto, de densidade infinita. A isso se chama de ponte Einstein-Rosen, nome oficial dos buracos de minhoca, que nunca foi descoberta na prática. 

Mas em 2019, uma equipe de cientistas da Universidade de Stanford levantou a tese de que isso não seria possível, porque seria uma viagem lenta demais. "Levaria mais tempo para passar por esses buracos de minhoca do que ir diretamente ao destino esperado"

de da luz

Albert Einstein disse que espaço e tempo são partes de uma coisa – espaço-tempo – e que devemos estar tão dispostos a pensar sobre distâncias no tempo quanto distâncias no espaço. Por mais estranho que isso possa soar, ficamos felizes em responder “cerca de duas horas e meia”, quando alguém pergunta o quão longe Birmingham está de Londres, no Reino Unido. O que queremos dizer é que a jornada leva "tanto tempo a uma velocidade média" de 50 quilômetros por hora.

Matematicamente, nossa declaração equivale a dizer que Birmingham fica a cerca de 200 quilômetros de Londres. Como os físicos Brian Cox e Jeff Forshaw escrevem no livro Por que E = mc²?, tempo e distância “podem ser trocados usando algo que tem a velocidade de uma velocidade”. O salto intelectual de Einstein era supor que a taxa de câmbio de um tempo para uma distância no espaço-tempo é universal – e é a velocidade da luz.

A velocidade da luz é a mais rápida que qualquer sinal pode percorrer, colocando um limite fundamental em quanto tempo poderemos saber o que está acontecendo em outras partes do universo. Isso nos dá “causalidade” – a lei de que os efeitos devem sempre vir depois de suas causas. É um grave espinho teórico do lado dos protagonistas viajantes do tempo. Para eu viajar de volta no tempo e colocar em movimento os eventos que impedem meu nascimento é colocar o efeito (eu) antes da causa (meu nascimento).

Agora, se a velocidade da luz é universal, devemos medi-la para ser o mesmo – 299.792.458 metros por segundo no vácuo – por mais rápido que nos movamos. Einstein percebeu que a consequência da velocidade da luz ser absoluta é que o espaço e o tempo em si não podem ser. E acontece que os relógios móveis devem ser mais lentos que os estacionários.

Quanto mais rápido você se mover, mais lento será o seu relógio em relação ao que você está passando. A palavra "relativo" é a chave: o tempo parecerá passar normalmente para você. Para todos que estão parados, no entanto, você estará em câmera lenta. Se você fosse se mover na velocidade da luz, você pareceria congelado no tempo – no que diz respeito a você, todos os outros estariam adiantados.

Então, se viajássemos mais rápido que a luz, o tempo correria para trás, como nos ensinou a ficção científica?

Infelizmente, é preciso energia infinita para acelerar um ser humano à velocidade da luz, muito menos além dela. Mas, mesmo que pudéssemos, o tempo não seria simplesmente atrasado. Em vez disso, não faria mais sentido falar de adiantado e atrasado. A lei da causalidade seria violada e o conceito de causa e efeito perderia seu significado.

Buracos de minhoca

Einstein também nos disse que a força da gravidade é uma consequência da maneira como a massa distorce o espaço e o tempo. Quanto mais massa nos espremermos em uma região do espaço, mais espaço-tempo será deformado e os relógios próximos mais lentos serão acionados. Se espremermos massa suficiente, o espaço-tempo ficará tão deformado que até a luz não poderá escapar de sua atração gravitacional e um buraco negro será formado. E se você se aproximasse da borda do buraco negro – seu horizonte de eventos – seu relógio marcaria infinitamente lentamente em relação àqueles distantes dele.

Então, poderíamos distorcer o espaço-tempo da maneira certa para se fechar e viajar no tempo?

A resposta é talvez, e a deformação que precisamos é de um buraco de minhoca atravessável. Mas também precisamos produzir regiões de densidade de energia negativa para estabilizá-la, e a física clássica do século XIX impede isso. A teoria moderna da mecânica quântica, no entanto, talvez não. 

Buraco de minhoca (Foto: Alain r/Wikimedia Commons)

De acordo com a mecânica quântica, o espaço vazio não está vazio. Em vez disso, ele é preenchido com pares de partículas que entram e saem da existência. Se pudermos criar uma região onde menos pares possam entrar e sair do que em qualquer outro lugar, então essa região terá densidade de energia negativa.

No entanto, encontrar uma teoria consistente que combine a mecânica quântica com a teoria da gravidade de Einstein continua sendo um dos maiores desafios da física teórica. Um candidato, a teoria das cordas (mais precisamente a teoria-M), pode oferecer outra possibilidade.

A teoria-M exige que o espaço-tempo tenha 11 dimensões: a de tempo e a de três de espaço em que nos movemos e mais sete, enroladas de forma invisivelmente pequena. Poderíamos usar essas dimensões espaciais extras para encurtar o espaço e o tempo? Hawking, pelo menos, estava esperançoso.

Salvando história

Então a viagem no tempo é realmente uma possibilidade? Nosso entendimento atual não pode descartá-la, mas a resposta provavelmente é não.

As teorias de Einstein não descrevem a estrutura do espaço-tempo em escalas incrivelmente pequenas. E, embora as leis da natureza muitas vezes possam estar completamente em desacordo com nossa experiência cotidiana, elas são sempre autoconsistentes – deixando pouco espaço para os paradoxos que abundam quando nos mexemos com causa e efeito na tomada de viagem no tempo pela ficção científica.

Apesar de seu otimismo lúdico, Hawking reconheceu que as leis desconhecidas da física que um dia substituirão as de Einstein podem conspirar para evitar que objetos grandes como eu e você pulem casualmente (e não causalmente) para trás e para frente no tempo. Chamamos esse legado de sua “conjectura de proteção cronológica”.

Quer o futuro tenha ou não máquinas do tempo na loja, podemos nos consolar com o conhecimento de que, quando subimos uma montanha ou avançamos em nossos carros, mudamos a maneira como o tempo passa.