Viajar no tempo: possibilidade ou ilusão?

 

O tempo, esse fluir que medimos com relógios e com os ciclos da Natureza, é um dos conceitos mais familiares com que lidamos e do qual falamos muitas vezes repetindo exaustivamente pequenas considerações e queixumes como “não tenho tempo”, “falta-me tempo”, “ se eu tivesse tempo”, “tempo é dinheiro!”, “que desperdício de tempo!”, etc.

 

Passado e futuro são bem diferentes. O futuro é tempo pleno de possibilidades e alternativas; o passado é tempo que não volta mais, um registo perene de todos os instantes vividos. Entre passado e futuro … o fugaz agora.

 

O que é o tempo afinal? Qual a sua verdadeira natureza? Poderia existir um universo sem tempo? Será possível viajarmos para o passado ou para o futuro tal como mudamos de lugar, revemos sítios onde já estivemos e visitamos outros que desconhecíamos?

  

Tempo universal

 

Para Newton, e no âmbito da física clássica, o tempo é uma entidade absoluta e infinita. Espaço e tempo preexistem à formação do universo e constituem o palco, a estrutura invisível onde ele adquire forma e se desenvolve. O tempo flui contínua e igualmente para todos os observadores, independentemente da sua posição no espaço ou da sua velocidade. Determinado acontecimento é visto simultaneamente por diferentes observadores, mesmo quando estão em movimento relativo, e a descrição matemática utilizada reproduz bem os fenómenos à superfície da Terra e no espaço envolvente.

 

Tempo relativo

 

No final do século XIX, os físicos perceberam que existiam incompatibilidades entre o entendimento clássico do conceito absoluto de tempo e os fenómenos da electricidade e do magnetismo. Einstein resolveu esses problemas com a sua célebre teoria da relatividade, apresentando um método para sincronizar relógios onde utilizava a velocidade de propagação da luz no espaço como valor máximo de propagação, sendo igual para todos os observadores, independentemente do seu estado de repouso ou movimento. Como consequência, o conceito de simultaneidade tornou-se relativo. De facto, Einstein mostrou que observadores viajando a velocidades relativas diferentes estariam de acordo no que diz respeito a identificar correctamente uma dada causa e o respectivo efeito mas mediriam diferentes intervalos de tempo separando essa causa e efeito. Se, contudo, os dois acontecimentos não estivessem relacionados por causa-efeito, os viajantes poderiam mesmo observá-los numa ordem cronológica diferente. Estes efeitos relativísticos, imperceptíveis para a sensibilidade e experiência humanas, tornam-se muito pronunciados quando os objectos se movem a velocidades próximas da velocidade da luz. De facto, para um viajante deslocando-se a velocidades próximas da da luz, as distâncias percorridas são encurtadas e os intervalos de tempo são dilatados, quando comparados com um observador que se encontre parado ou se mova a velocidade “normal” à superfície da Terra.

 

Ao tornar o tempo relativo, cada observador passa a ter o seu tempo próprio, configurado pelas distorções gravitacionais locais e pela velocidade com que se desloca. Uma das consequências mais notáveis da teoria da relatividade é a fusão dos conceitos de espaço e tempo numa única entidade onde ambos existem ligados e interdependentes um do outro: o contínuo espaço-tempo. O espaço é diferente para diferentes observadores; o tempo é diferente para diferentes observadores; o espaço‑tempo é o mesmo para todos. O passado é definido pelos acontecimentos que podem enviar sinais de luz para um observador; o futuro compreende os acontecimentos para os quais o observador pode enviar sinais de luz.

E uma vez que o tempo passou a ser relativo na interpretação da física moderna, será possível viajarmos no tempo como viajamos no espaço?

 

Viajar no tempo

 

Há diferenças importantes entre viajar no tempo ou no espaço, pelo menos se tomarmos a superfície da Terra como referencial.1 A primeira é que podemos ficar parados numa dada posição, no cume de uma montanha, por exemplo, (ou no sofá!) e não irmos a lado nenhum. Relativamente ao tempo, contudo, não temos alternativa: viajamos suave mas inevitavelmente para o futuro. Somos sempre viajantes. Cada instante conduz-nos inexoravelmente ao seguinte, sem paragens ou apeadeiros, sem “volta atrás”, quer queiramos quer não.

 

Além disso, o tempo flui num único sentido, do passado para o futuro, e não é reversível. Existe uma seta do tempo, como é costume dizer-se. No espaço, não acontece o mesmo, podemos deslocar-nos em qualquer direcção, ir de um sítio a outro e voltar ao ponto inicial, pelo mesmo ou por um caminho diferente.

 

Devemos então reformular a questão: será possível viajarmos no tempo sem atravessarmos todos os instantes entre um dado momento e um outro não seguido? Será que existem atalhos no tempo, caminhos directos e mais curtos entre dois instantes separados? E haverá diferenças entre viajar para o futuro ou viajar para o passado?

 

Viajar para o futuro

 

É muito conhecido o chamado paradoxo dos gémeos, utilizado para ilustrar uma consequência da teoria da relatividade restrita. Poderíamos contá-lo assim: um cientista astronauta pretende testar o modelo XPTO de um foguetão e decide dar uma volta ao planeta deslocando-se a uma velocidade perto da velocidade da luz. O seu irmão gémeo, um aluado professor de física, permanece em Terra e dirige-se pacatamente para as suas aulas. No relógio a bordo do foguetão passaram-se já várias horas e o gémeo astronauta decide voltar a casa para jantar. Contudo, na Terra passaram‑se décadas e o astronauta fica chocado ao perceber que o seu irmão gémeo professor é já um idoso reformado.

 

De facto, as bases teóricas das viagens no tempo para o futuro existem desde o começo do século XX e hoje estão mais do que comprovadas. Se quisermos saber o que acontecerá no planeta Terra daqui a mil anos, a teoria da relatividade diz-nos que devemos construir um veículo cuja velocidade possa alcançar 99,9999999996 por cento da velocidade da luz. Com uma viagem de apenas um dia no espaço, de acordo com o relógio da nossa nave (lembremos que o tempo é relativo), terão passado mil anos no nosso planeta. Ao sairmos do veículo desembarcamos no futuro de quem não nos acompanhou na viagem. Esta previsão é indiscutível e já foi testada experimentalmente, quer utilizando um avião comercial deslocando-se a uma pequena fracção da velocidade da luz, quer em experiências envolvendo partículas elementares e os mais potentes aceleradores.

 

Na verdade, uma vez que o movimento afecta o ritmo de passagem do tempo, as viagens para o futuro ocorrem a todo o instante, cada vez que aceleramos e nos deslocamos a alta velocidade, mas o fenómeno acontece a escalas imperceptíveis. Mesmo os astronautas que foram à Lua e que são os seres humanos que experimentaram as maiores velocidades de deslocamento da história da humanidade, cerca de 40 mil km/h, tiveram avanços para o futuro insignificantes. A vida agitada e a correria do dia-a-dia não parecem ser, portanto, o segredo da vida eterna!

 

Concluindo, no caso das viagens para o futuro, o que nos mantém presos ao fluir do tempo parece ser mais a tecnologia necessária para realizarmos viagens a fracções elevadas da velocidade da luz do que as leis da física.2

 

Viajar para o passado

 

Imaginemos que estamos acostumados a percorrer o trajecto da nossa casa até ao trabalho em cerca de 20 minutos. A certa altura adquirimos um meio de transporte mais rápido e passamos a fazer o mesmo trajecto em apenas 10 minutos. Com outro meio de transporte ainda mais potente, o tempo diminui para 5 minutos. Continuando a melhorar a “performance” dos nossos veículos poderíamos assim ir diminuindo sempre o tempo gasto no percurso entre casa e o trabalho até que ele tendesse para zero, ou seja, nos transferíssemos instantaneamente entre um local e o outro. E porquê ficarmos por aí? Se conseguíssemos aumentar ainda mais a velocidade, poderíamos conseguir chegar ao trabalho antes mesmo de termos saído de casa!!!

 

A questão é que, tendo em conta os conhecimentos científicos actuais, se já é bastante improvável conseguirmos igualar a velocidade da luz, nada sugere que seja possível ultrapassar esse limite, e só viajando mais rápido do que a própria luz poderíamos penetrar no passado, andando no sentido inverso ao da flecha do tempo. Ora, segundo a teoria da relatividade, à medida que vamos acelerando, a nossa massa aumenta (tornamo-nos mais pesados), sendo necessária cada vez mais energia para continuar a acelerar. Atingir a velocidade da luz seria atingir uma massa infinita, sendo então necessária uma energia infinita para ultrapassar essa barreira. 3

 

Aumentar a velocidade de deslocamento não parece ser portanto a boa via para conseguirmos retroceder no tempo e viajar ao passado. Este seria o ponto final na questão das viagens ao passado, não fosse a própria teoria da relatividade sugerir outras possibilidades que têm feito as delícias da ficção científica.

 

Máquinas do tempo

 

A percepção que a física tem hoje da Natureza é de que nada parece ser realmente contínuo e liso na sua constituição. Todo o universo, mesmo nas mais minúsculas dimensões, está cheio de irregularidades, fendas, rugosidades, buracos, etc, fervilhando de actividade. Em escalas muito inferiores à das moléculas e dos átomos, o espaço-tempo é um lugar inimaginável, que os físicos consideram actualmente ser constituído por ínfimas bolhas que se formam, colidem, desaparecem e reaparecem constantemente, produzidos por flutuações quânticas no campo gravitacional. É nesta espuma quântica que, segundo desenvolvimentos matemáticos da relatividade geral, alguns físicos consideram ser possível a existência de ínfimos “túneis”, servindo de atalho entre regiões diferentes do espaço. Esses túneis são hoje correntemente designados por buracos de minhoca e os pequeníssimos buraquinhos torcidos e irregulares ligando as duas partes separadas do nosso guarda‑fato e criadas pelo vulgar bicho da madeira, são uma boa comparação. Nos anos 50 do século XX, o físico John Wheeler e os seus colegas foram dos primeiros a investigar as propriedades matemáticas fundamentais destes ínfimos túneis mas foi Kip Thorne e os seus colaboradores que revelaram o pleno potencial desta solução, mostrando que eles podem constituir não só atalhos através do espaço mas também através do tempo.

 

Ninguém sabe se existem, de facto, buracos de minhoca. Se existirem, o desafio é ampliá-los até ficarem de tamanho macroscópico, de forma a permitirem a passagem de seres humanos e naves espaciais, constituindo assim uma máquina do tempo.4 Se tal vier a ser conseguido, o túnel poderia ter um extremo aqui na Terra e outro num ponto distante do universo ou, se ambos os extremos estivessem no mesmo lugar, poderia permitir a transição entre pontos distantes no tempo e visitarmos, por exemplo, o mundo dos dinossauros.

 

Outra possibilidade permitida pela teoria da relatividade, seria provocar rasgões no tecido do espaço-tempo, abrindo buracos e alargando‑os através da manipulação adequada de matéria e energia. Esta ideia é especulação pura mas as leis da física admitem a possibilidade de abrirmos um buraco no espaço concentrando energia suficiente num único ponto e abrindo uma instabilidade no espaço-tempo. O problema é que a energia necessária para criar esse tipo de instabilidades é da ordem da chamada energia de Planck, ou seja, 1019 mil milhões de electrões‑volt. Isto é um número inimaginavelmente grande, um milhão de milhões de vezes maior do que a energia alcançável pelo melhor acelerador de partículas, o LHC 5. Claro que, mais uma vez, seria necessário que os buracos macroscópicos fossem estáveis mas alguns estudos indicam que colapsariam numa fracção de segundo, tornando-se assim inúteis como máquinas do tempo. Na última década, Kip Thorne, entre outros físicos, mostrou que seria possível manter o buraco macroscópico aberto se ele não estivesse vazio mas contivesse antes matéria exótica, um tipo de matéria que tem energia negativa e geraria gravidade repulsiva (a matéria negra, que os físicos buscam há décadas!). Esta matéria exerceria pressão sobre as paredes do buraco mantendo-o aberto e estável. O problema é que os cálculos mostram que a quantidade de energia necessária para manter aberto um buraco com um metro de largura seria equivalente à energia total emitida pelo Sol durante 10 mil milhões de anos!

 

Criar grandes buracos de minhoca ou rasgões macroscópicos no espaço-tempo seria verdadeiramente um projecto de engenharia em relatividade geral aplicada. Steven Hawking afirmou uma vez que se as viagens ao passado fossem possíveis, seríamos inundados por viajantes do futuro, o que não parece acontecer. Contudo, há quem refira que o tipo de máquinas do tempo propostas até agora não permitem viagens a não ser para tempos posteriores à construção da primeira máquina. Nesse caso, a ser possível, ainda teremos muito que aguardar…

 

Alguns paradoxos

 

As viagens de regresso ao passado levantam alguns problemas que desafiam a lógica e o princípio da causalidade que parece reinar universalmente na Natureza: a causa precede o efeito.

 

Uma das histórias mais conhecidas é o chamado paradoxo do avô. Imaginemos que consigo realizar uma viagem ao passado para conhecer um avô (o pai do meu pai) que, infelizmente, já havia falecido quando nasci. Ao chegar, percebi que havia regressado a um tempo em que o meu futuro avô era um jovem rapaz e não tinha ainda conhecido aquela que viria a ser a minha avó. Maravilhada pela proeza conseguida e pelo ambiente que observava, atravessei distraidamente uma rua, provocando um acidente que viria a ser mortal precisamente para o meu futuro avô. E agora? Se o meu avô morreu antes de gerar aquele que viria a ser o meu progenitor, como poderia eu ter nascido algumas dezenas de anos mais tarde? O problema central é que se viola o princípio da causalidade, uma vez que a viagem para o passado provocou um acontecimento que mudou o presente. Além disso, o motivo pelo qual realizei a viagem (conhecer o meu avô) deixou de existir e, consequentemente, também a viagem.

 

Outro exemplo muito debatido tem que ver com um paradoxo ligado à evolução do conhecimento. Imaginemos que viajamos para o futuro e descobrimos a cura contra o cancro ao ler um artigo científico, curiosamente escrito por um colega com quem trabalhamos. Voltamos ao nosso tempo e, entusiasmados com a relevância do estudo, decidimos acompanhar mais de perto o trabalho científico desse colega. Contudo, apercebemo-nos a certa altura que a data da publicação do tal artigo está a aproximar-se e que ele não está a desenvolver um projecto que lhe permita vir a tirar as importantes conclusões que lemos. Preocupados em adequar os acontecimentos ao modo como os observámos no futuro visitado, sugerimos-lhe então um plano de investigação que leve exactamente ao exposto no artigo. E o futuro cumpre-se. De quem foi o mérito da descoberta? Dele? Não, porque fomos nós que o induzimos a realizar a pesquisa que o levou às conclusões publicadas. Nosso? Não, porque vimos os resultados publicados num artigo sem termos tido o mérito de nos lembrarmos de realizar aquela investigação. Como resolver esta situação?

 

A perspectiva mais radical para evitar estes paradoxos é simplesmente admitir que a Natureza “proíbe” as viagens ao passado através de um “princípio de protecção cronológica”, como propôs o físico britânico Stephen Hawking. Nesse caso não haveria nada a fazer, a não ser desistir de tentar. Contudo, a existência de um tal princípio não foi (ainda?) verificada.

 

Se se vier a comprovar que as viagens ao passado são possíveis, a Natureza também poderia proteger a cronologia e evitar os paradoxos se, por exemplo, os viajantes perdessem completamente a memória da sua viagem e proveniência, não podendo, portanto, regressar. Dessa forma, se viajássemos no tempo e alterássemos o passado, não teria consequências relativamente à nossa existência pretérita noutro tempo porque não voltaríamos a ela. Seguindo esta linha de pensamento, podemos mesmo admitir que a realidade que agora vivemos pode ter sido alterada infinitas vezes, pois ninguém, nem mesmo os viajantes do tempo responsáveis por essas alterações, sabem disso. Nesta interpretação, estaria resolvido o paradoxo do conhecimento, uma vez que a memória do que vivemos no futuro ficaria para sempre perdida ao viajarmos para o passado.

 

Outra maneira de viajar pelo passado sem criar paradoxos seria ser apenas espectador e não poder intervir nem alterar os acontecimentos. Por exemplo, seria possível assistir ao encontro dos meus avós mas não poderia interferir em nenhum sentido que alterasse os acontecimentos que tinham dado azo à concretização das possibilidades futuras, nomeadamente ao meu nascimento. Contudo, para muitos investigadores e pensadores esta solução é pouco satisfatória, pois ela retira possibilidades ao livre arbítrio. Se de facto podemos transportar-nos para outro tempo, por que não poderemos agir em plena conformidade com o nosso livre arbítrio?

 

É claro que o livre-arbítrio é uma questão já por si muito complexa, mesmo sem considerar as viagens ao passado. Sabemos que, segundo a física clássica, as leis que regem o universo são deterministas e, portanto, o passado, o presente e o futuro de todas as partículas (e nós também somos feitos delas) estão predeterminados. Claro que se pode discordar, nomeadamente no que nos diz respeito, considerando que somos mais do que soma das nossas partículas… mas actualmente temos razões mais fortes para questionar esta posição. Como sabemos, o universo não é clássico, é quântico!

 

Uma solução possível para o paradoxo do livre arbítrio é sugerida precisamente pela mecânica quântica. Se o livre arbítrio não for uma ilusão 6 e se a viagem ao passado for possível, uma proposta particularmente interessante, e que não viola o princípio da causalidade, é a explicação dos muitos universos, também conhecida por universos paralelos. Nesta interpretação, todos os estados possíveis contidos numa função de onda acontecem de facto mas em diferentes universos. O universo espacio-temporal em que existimos não é senão um infinitos outros, e qualquer estado evolutivo permitido pela mecânica quântica é, de facto, concretizado mas em universos separados. Neste contexto, a liberdade que temos em realizar esta ou aquela escolha reflecte-se na possibilidade de entrarmos neste ou naquele universo. Qualquer acção que venhamos a ter não viola a causalidade porque a causa se mantém intacta no universo de onde partimos. Por exemplo, no paradoxo do avô temos, de facto, progenitores. Mas ao regredirmos no tempo e impedirmos a personagem avô de gerar o nosso pai estamos num universo diferente, onde uma versão desse pai nunca nascerá. Repare-se que, nesta interpretação, o passado é sempre imutável em cada um dos universos: no nosso, porque não o alterámos com a nossa viagem temporal, visto que não visitámos o nosso passado; no do universo visitado, porque apenas passamos a existir a partir do momento em que nele aparecemos. Por outro lado, se viajarmos para o futuro do nosso universo, ao regressarmos não voltamos para o mesmo universo mas antes para um outro coexistente, onde, portanto, as opções vivenciadas pelos seres não são as mesmas do nosso universo de partida.

 

Claro que é estranho e perturbador coexistirem tantas possibilidades, infinitos “eus”, nessa multiplicidade de universos, uma ideia certamente difícil de visualizar. Como seria possível? Bem, na verdade não sabemos… mas talvez haja analogias que nos possam ajudar a imaginar. Por exemplo, com qualquer pequeno rádio podemos sintonizar uma determinada estação para ouvir um pouco de música ou um relato de futebol, mas muitas outras estações estão disponíveis e são sintonizáveis no mesmo espaço e tempo. Podemos alterar a nossa selecção mas só podemos sintonizar uma estação de rádio de cada vez. Pode acontecer algo semelhante com os universos: todos coexistem no mesmo espaço-tempo mas apenas vivemos num determinado universo, sintonizados numa faixa de frequências característica. E só podemos viver num universo de cada vez…

 

Outsiders

 

A via oficial para a partilha dos avanços científicos, teóricos e experimentais é a publicação de artigos em jornais e revistas da especialidade. Contudo, a facilidade com que actualmente a informação se torna acessível através da internet acaba por disponibilizar teorias, investigações, reflexões que não chegam a passar pelo crivo da comunidade científica “reconhecida”.

 

Sobre o tema deste artigo, um dos contributos mais polémicos, divulgados quer na internet7, quer em estações de rádio como a norte-americana Coast to Coast am, é o do físico David L. Anderson, antigo investigador no Air Force Flight Test Center pertencente à Edwards Air Force Base, no deserto Mojave, Califórnia, EUA. Com especial relevância desde 2002, Anderson tem-se dedicado à criação e desenvolvimento de um laboratório de pesquisa aplicada à tecnologia das máquinas do tempo.

 

A sua equipa reclama ter criado uma máquina do tempo utilizando energia que consegue retirar da própria Natureza. Essa energia surge a partir de pontos separados da curvatura do espaço‑tempo gerado pelo campo gravitacional terrestre e a máquina consegue tanto acelerar como desacelerar o tempo mais de 300 por cento, ou seja, permite viagens nos dois sentidos do tempo. Afirmam, além disso, que as experiências já realizadas e repetidas envolveram testes com o crescimento de plantas a partir de sementes.

 

Segundo a mesma equipa, países como o Japão, a China e, especialmente, a Índia estão também envolvidos em investigações nesta área. Na perspectiva de Anderson, a investigação está tão avançada que começam a pôr-se questões morais e éticas, reclamando discussão e conhecimento público, nomeadamente porque, segundo diz, estas pesquisas são realizadas sob a supervisão sigilosa dos respectivos governos.

 

Contudo, ao contrário do que este comentário sugere, as vagas informações em termos científicos e técnicos disponibilizadas pela equipa de David Anderson não permitem de forma alguma avaliar a veracidade e reprodutibilidade da investigação que está a ser desenvolvida no seu centro.

 

O presente confuso

 

Virá a ser realmente possível viajar para o passado e para o futuro? A maioria dos físicos suspeita que não, mas a verdade é que ainda ninguém conseguiu demonstrar que as leis da física impedem em si mesmas esse tipo de excursão. Muito pelo contrário, os desenvolvimentos actuais mantém abertas todas as possibilidades, como dissemos.

 

Uma coisa é certa: os estudos e investigações em curso, independentemente dos seus resultados, contribuirão certamente para aprofundar a nossa compreensão do espaço-tempo universal, dos seus limites e complexidades, e são, portanto, áreas de desenvolvimento importantíssimas para o conhecimento científico.

 

Esta temática e todas as questões que ela envolve, trazem-nos à memória palavras recentes do físico Brian Greene: “… nada apela mais à mente, do que um pormenor dissonante à espera de uma resolução harmoniosa.”8

 

Liliana Ferreira

e

Sofia Campos

 

1 Uma vez que, em rigor, o nosso planeta, o nosso sistema solar, a nossa galáxia e todo o Universo estão em movimento.

2 Desprezando, é claro, a fragilidade do corpo humano e o facto de ele não ser capaz de aguentar as incríveis acelerações necessárias para se atingirem valores próximos da velocidade da luz!

3 Lembremos que as partículas que compõem a luz, os fotões, não possuem massa!

4 É costume designar por máquina do tempo um dispositivo tecnológico que se destine a tentar realizar viagens através do tempo (reais ou ficcionadas). Provavelmente já muitos de nós tivemos oportunidade de ver no cinema ou na televisão naves espaciais capazes de se deslocarem a velocidades próximas da luz e mecanismos que abrem portais energéticos para onde se entra, permitindo sair num tempo e lugar diferentes.

5 LHC - Large Hadron Collider – é o maior e o mais potente acelerador de partículas do mundo. Espera-se que as experiências previstas para as próximas décadas ajudem a resolver as questões fundamentais sobre o Universo.

6 A mecânica quântica não tem uma só resposta para o livre arbítrio. A equação de Schrödinger assegura que, conhecida a função em determinado instante para todas as partículas do universo, ela contém todas as possibilidades para esse universo num qualquer instante posterior, tornando-a também uma equação determinista. Contudo, o acto de observação e as suas consequências, nomeadamente a possibilidade de precipitar um dos estados possíveis para o universo, são ainda motivo de muita discussão e controvérsia e o livre arbítrio é verdadeiramente uma questão em aberto na mecânica quântica.

7 Site www.andersoninstitute.com 

8 “O tecido do cosmos”, Brian Greene, Gradiva, Lisboa, 2006.

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