Viajar no Tempo V - Paradoxos

Para fechar este ciclo, de viajar no tempo, aqui deixo o vídeo que nos mostra onde estamos, presentemente, na nossa pesquisa cientifica de máquinas do tempo.

Discovery - First Time Machine


Esta concepção é de Ronald Mallett , um professor norte-americano de física de uma Universidade de Connecticut.

Devido à morte de seu pai, quando ele tinha apenas 10 anos, decidiu criar uma máquina do tempo, gerando uma obsessão para tentar voltar no tempo e salvar seu pai. Segundo Ronald Mallett, ele já está muito próximo de terminá-la.

O Seu projecto baseia-se num conjunto de raios lasers que, em forma de espiral, teriam potência suficiente para deformar o espaço-tempo, proporcionando assim a viagem para o passado e para o futuro.

No entanto, mesmo que seu projecto funcione e uma eventual máquina do tempo seja criada, Ronald Mallett não poderia salvar seu pai, uma vez que isto acarretaria um paradoxo temporal cíclico. O paradoxo é simples: se Ronald Mallett teve a ideia de criar uma máquina do tempo simplesmente para salvar seu pai (convencendo-o a parar de fumar), caso ele consiguisse convencê-lo, ao voltar para o presente, o seu pai estaria vivo, mas isto seria impossível, pois se o seu pai estivesse vivo, ele nunca teria imaginado criar uma máquina do tempo, porque o fundamento para a criação desta fora a morte do seu pai, que através da criação da máquina do tempo, nunca acontecera. Consequentemente Mallett ficaria preso neste ciclo vicioso, sem nunca poder salvar o seu pai de facto...

E neste video podemos perceber todo este mistério na perfeição:

Time Travel: Einstein's big idea (Theory of Relativity)



Pois é...ainda estamos longe de uma máquina do tempo plausível...

Mas, até lá, vamos sonhando!

E vocês, o que fariam se pudessem viajar no tempo?!
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Viajar no Tempo IV - Supercordas

A Teoria das Super Cordas (entenda-se estas cordas como minúsculos "laços", os constituintes elementares da matéria que vibram de acordo com a sua energia e não como sendo partículas pontuais - tal como aprendemos na escola) surgiu para tentar esclarecer alguns aspectos do comportamento das partículas elementares, para os quais a Mecânica Quântica e a Teoria Geral da Relatividade apresentaram algumas dificuldades ao tentar explicá-los. Apesar de a Física das Partículas Elementares ter obtido muito sucesso ao se utilizar da Teoria Quântica para descrever o comportamento e as propriedades dessas partículas, essa teoria somente funciona bem quando a gravidade é tão fraca, que pode ser desprezada ou mesmo assumida a sua não existência.

A Teoria da Relatividade Geral de Einstein, que engloba a Lei da Gravitação Universal de Newton, é capaz de descrever muito bem as órbitas dos planetas, a evolução das estrelas, o "Big Bang" e até os buracos negros; entretanto, para que essa teoria seja satisfeita, é necessário que o seu Universo seja totalmente clássico (Newtoniano) e que a Mecânica Quântica não faça parte da Natureza Universal. O grande desafio da Física actualmente é unificar essas duas teorias básicas: a Teoria Quântica e a Teoria da Relatividade, numa teoria completa a respeito das partículas subatómicas. Existem, actualmente, várias teorias ou modelos parciais que descrevem muito bem certos aspectos dos fenómenos subatómicos, ainda que não completamente.

A Teoria das Super Cordas, com certeza, também tem suas deficiências, mas ela pode servir de elo entre a Mecânica Quântica e a Relatividade Geral (e a gravidade) para explicar o comportamento de partículas que interagem num ponto singular do espaço-tempo à "distância zero" uma das outras, como acontece no interior dos núcleos atómicos. Como é que essas partículas tão infinitamente pequenas, com massa quase zero e que, por esse motivo, não deveriam apresentar um efeito gravitacional forte, podem estar tão próximas umas das outras? Os físicos têm tentado encontrar uma explicação para esse paradoxo há muito tempo e costumam chamar esse efeito gravitacional, ainda inexplicável, de Gravidade Quântica.

Vale a pena ressaltar também que, segundo alguns pesquisadores, a Teoria das Super Cordas não é uma teoria pronta e definitiva, e ela hoje é subdividida em vários caminhos, nos quais as variáveis são as mais diversas, indo desde o formato das cordas (aberto ou fechado), o tipo de partículas elementares a que elas dariam origem (bosões, fermiões ou ambos), até o número de dimensões no espaço-tempo para que a teoria fosse possível (de 10 a 26 dimensões)...

Posto isto, imaginemos, de uma forma muito..."simplista", uma outra teoria sobre como poderíamos viajar para frente e para trás no tempo usando a ideia das supercordas, sendo que estas podem cobrir toda a extensão do universo e estão sob imensa pressão: milhões e milhões de toneladas.

Estas supercordas gerariam uma enorme quantidade de força gravitacional sobre quaisquer objectos que passassem perto delas. Os objectos presos a uma supercorda poderiam viajar a velocidades incríveis e, já que a força gravitacional delas distorce o espaço-tempo, poderiam ser usadas em viagens no tempo. Aproximando duas supercordas talvez fosse possível deformar o espaço-tempo o suficiente para criar curvas de tempo próximas.

Uma nave espacial poderia transformar-se numa máquina do tempo usando a gravidade produzida pelas duas supercordas para se lançar ao passado. Para isso, faria um trajecto circular, em forma de "laço", em torno das supercordas. No entanto, ainda há muita especulação sobre se estas cordas existem e, em caso afirmativo, qual a forma exacta que teriam. Pensa-se que, para voltar apenas um ano no tempo, seria preciso um laço de corda que contivesse metade da massa-energia de uma galáxia inteira. E, como com qualquer máquina do tempo, não poderíamos voltar mais longe do que o ponto em que a máquina do tempo foi criada...

Mas, se algum dia pudermos desenvolver uma teoria realizável para viajar no tempo, abriríamos uma caixa de Pandora de problemas/paradoxos extremamente complicados...
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Viajar no Tempo III - Wormholes ou Pontes de Einstein-Rosen

O físico Kip Thorne acredita que possa existir no universo um outro tipo de estrutura, em forma de túnel, que poderia ser usada como um portal para viagens no tempo. Considera-se que os "wormholes", também chamados pontes de Einstein-Rosen, tenham o maior potencial para viagens no tempo se, de facto, existirem. Estes poderiam não só permitir viagens no tempo como também viajar para muitos anos-luz da Terra, em apenas uma pequena fracção da quantidade de tempo que seria necessária com os métodos convencionais de viagens espaciais.

Os wormholes são considerados possíveis com base na teoria da relatividade de Einstein, que diz que toda massa "recurva" o espaço-tempo. Para entender esta curvatura, pensemos em duas pessoas segurando e esticando bem um lençol. Se uma pessoa colocasse uma bola de baseball sobre o lençol, com o peso a bola rolaria para o meio do lençol, fazendo com que ele se curvasse naquele ponto. Agora, se um berlinde fosse colocado na beira do mesmo lençol viajaria na direção da bola de baseball por causa da curva.

O espaço é visualizado como um plano bidimensional, em vez das quatro dimensões que na verdade constituem o espaço-tempo. Imaginemos que este lençol está dobrado, deixando um espaço entre as partes de cima e de baixo. Colocar a bola de baseball no lado de cima fará com que se forme uma curvatura . Se uma massa igual fosse colocada na parte de baixo do lençol, num ponto correspondente ao ocupado pela bola de baseball na parte de cima, eventualmente a segunda massa encontraria a bola de baseball. É mais ou menos assim que os wormholes podem formar-se.

No espaço, as massas que fazem pressão em diferentes partes do universo poderiam eventualmente formar um túnel, isto é, um wormhole. Poderíamos viajar da Terra para outra galáxia e voltar relativamente depressa. Por exemplo, vamos imaginar um roteiro em que quiséssemos viajar para Sírio, uma estrela vista na constelação do Cão Maior, logo abaixo de Órion. Sírio está a cerca de 9 anos-luz da Terra, o que equivale a aproximadamente 90 trilhões de quilómetros. Obviamente, esta distância seria muito grande para que os viajantes espaciais a percorressem e voltassem a tempo de nos contar o que eles viram por lá. Até agora, o mais distante que as pessoas já viajaram no espaço foi até a Lua, que está a cerca de 400 mil km da Terra. Se pudéssemos encontrar um wormhole que nos ligasse ao espaço, em redor de Sírio, poderíamos poupar um tempo considerável, evitando os trilhões de quilómetros que teríamos de percorrer com a viagem espacial tradicional.
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Como tudo isto se relaciona com a viagem no tempo? Conforme dito anteriormente, a teoria da relatividade diz que, à medida que a velocidade de um objecto se aproxima da velocidade da luz, o tempo desacelera. Os cientistas descobriram que mesmo à velocidade de uma nave espacial, os astronautas podem viajar alguns nanosegundos para o futuro.
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Para entender isto, imaginem duas pessoas, um indivíduo A e um indivíduo B. O indivíduo A fica na Terra, enquanto o indivíduo B descola num foguete espacial. Na descolagem, os seus relógios estão em perfeita sincronia.
Quanto mais próximo da velocidade da luz viajar o foguete do indivíduo B, mais devagar passará o tempo para ele (em relação ao indivíduo A). Se o indivíduo B viajar durante poucas horas a 50% da velocidade da luz e retornar à Terra, será óbvio para ambos que o indivíduo A envelheceu bem mais rápido do que o indivíduo B.

Esta diferença no envelhecimento dá-se porque o tempo passou muito mais rápido para o indivíduo A do que para o indivíduo B, que estava a viajar mais próximo da velocidade da luz. Muitos anos se podem ter passado para o indivíduo A, enquanto o indivíduo B experimentou um lapso de tempo de poucas horas. A isto se chamou o Paradoxo dos Gémeos.

O gerador de Whormhol/rebocador foi imaginado pelo artista futurista Peter Bollinger. Esta pintura descreve um gigantesco acelerador de partículas espacial capaz de criar, aumentar e mover o whormhole para ser usado como máquina do tempo.
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Se os wormholes puderem ser descobertos, isto talvez permita que viajemos tanto para o passado como para o futuro. Funcionaria assim: digamos que a extremidade do wormhole seja portátil. Assim, o indivíduo B do exemplo anterior, que viajou no espaço durante poucas horas a 50% da velocidade da luz, poderia levar uma extremidade wormhole para o espaço, enquanto a extremidade oposta permaneceria na Terra com o indivíduo A. As duas pessoas continuariam a ver -se enquanto o indivíduo B viaja no espaço. Quando o indivíduo B voltasse à Terra, poucas horas depois, para o indivíduo A alguns anos poderiam ter-se passado. Agora, quando o indivíduo A olhar através do wormhole que viaja no espaço, ele vai perceber-se numa idade mais nova, a idade que ele tinha quando o indivíduo B foi lançado no espaço. O interessante desta questão é que, ao entrar no wormhole, o indivíduo mais velho A poderia entrar no passado, enquanto o indivíduo mais jovem B poderia entrar no futuro...
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Viajar no Tempo II - Buracos Negros

Quando as estrelas que têm mais de quarenta vezes a massa do sol chegam ao fim da vida e já queimaram todo o seu combustível, entram em colapso sob a pressão do seu próprio peso. Esta implosão cria “buracos negros” que têm campos gravitacionais tão intensos que nem a luz consegue escapar deles. Qualquer coisa que entre em contacto com o horizonte do evento do buraco negro será engolido. O horizonte do evento é a entrada de um buraco negro, da qual nada pode escapar.

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Podemos imaginar a forma de um buraco negro se pensarmos em algo parecido com o cone de um gelado. Este é largo na parte de cima e termina num ponto, chamado singularidade. Na singularidade, as leis da física deixam de existir e toda matéria é esmagada até ficar irreconhecível. Este tipo de buraco negro não-rotativo é chamado de buraco negro de Schwarzschild, em homenagem ao astrónomo alemão Karl Schwarzschild.

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Outro tipo de buraco negro, chamado de buraco de Kerr, também é teoricamente possível. Os buracos de Kerr são buracos negros rotativos que poderiam ser usados como portais para viajar no tempo ou para viajar em universos paralelos. Em 1963, o matemático neozelandês Roy Kerr propôs a primeira teoria realista para um buraco negro rotativo. Nesta teoria, as estrelas que estão a morrer colapsariam num anel de neutões rotativo que produziria força centrífuga suficiente para impedir a formação de uma singularidade. Já que o buraco negro não teria uma singularidade, Kerr acreditava que seria seguro entrar nele sem ser esmagado pela força gravitacional infinita de seu centro.

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Se os buracos de Kerr existirem, talvez seja possível atravessá-los e sair num "buraco branco". Um buraco branco teria a função inversa à do buraco negro. Portanto, em vez de atrair tudo para dentro de sua força gravitacional, este usaria algum tipo de matéria… “exótica” com energia negativa para empurrar tudo para fora e para longe de si. Estes buracos brancos seriam a nossa maneira de entrar noutras épocas ou noutros mundos.

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Dado o pouco que sabemos sobre os buracos negros, talvez os buracos de Kerr possam existir. No entanto, o físico Kip Thorne (de quem falarei no próximo post), do Instituto de Tecnologia da Califórnia, acredita que as leis da física impedem a sua formação. Ele diz que não há maneira de entrar e sair de um buraco negro e que qualquer coisa que tente entrar lá será engolida e destruída, antes mesmo de chegar à singularidade…
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Viajar no tempo I

"O Universo é feito essencialmente de coisa nenhuma.
Intervalos, distâncias, buracos, porosidade etérea.
Espaço vazio, em suma.
O resto, é a matéria.
Daí, que este arrepio,
este chamá-lo e tê-lo, erguê-lo e defrontá-lo,
esta fresta de nada aberta no vazio,
deve ser um intervalo"
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- Alberto Caeiro, in Máquina do Tempo -

Talvez não haja nenhum outro conceito que atraia tanto a imaginação quanto a ideia de viagem no tempo - a capacidade de viajar para qualquer ponto no passado ou no futuro. O que poderia ser mais fascinante? Poderíamos embarcar na máquina do tempo para voltar e ver os maiores acontecimentos da história e conversar com as pessoas que estavam lá. Quem poderiamos encontrar? Júlio César? Leonardo da Vinci? Mozart? Seria possível voltarmos e encontrarmo-nos connosco próprios, mais jovens, ou avançar e ver qual seria a nossa aparência no futuro... São estas possibilidades que fazem da viagem no tempo o tema de tantos livros e filmes de ficção científica.

Acontece que, de algum modo, somos todos viajantes do tempo. Enquanto estamos em frente do computador, a teclar e a clicar no rato, o tempo está a transformar-se. O futuro está constantemente a transformar-se em passado, assim com o presente está a durar apenas um fugaz instante . Tudo o que está a ser feito agora rapidamente vai para o passado, o que significa que continuamos a deslocar-nos no tempo.

As ideias sobre viagens no tempo existem há séculos, mas quando Albert Einstein lançou a sua teoria da relatividade espacial, estabeleceu os fundamentos da possibilidade teórica de viajar no tempo. Como todos nós sabemos, ninguém conseguiu provar uma viagem no tempo, mas também ninguém conseguiu excluir sua possibilidade.
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O tempo é definido como a quarta dimensão do nosso universo. As outras três dimensões são espaciais: norte-sul, leste-oeste, acima-abaixo. O tempo não pode existir sem o espaço e, da mesma forma, o espaço não pode existir sem o tempo. A relação íntima entre o tempo e o espaço chamada-se contínuo espaço-tempo, que significa que todos os eventos que acontecem no universo envolvem, inevitavelmente, tanto o espaço como o tempo.

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De acordo com a teoria da relatividade espacial de Einstein, o tempo desacelera à medida que um objecto se aproxima da volucidade luz. Isto leva muitos cientistas a acreditar que viajar mais rápido do que a velocidade da luz poderia abrir a possibilidade de viajar no tempo, tanto para o passado como para o futuro. O problema é que, acreditando que a velocidade da luz é a velocidade mais alta em que algo pode viajar é, então, improvável que consigamos viajar para o passado. À medida que um objecto se aproxima da velocidade da luz, a sua massa relativística aumenta e torna-se infinita ao atingir aquela velocidade. Acelerar uma massa infinita mais rápido do que isto é impossível, pelo menos até agora.

Enquanto os escritores tiveram grandes ideias de máquinas do tempo ao longo dos anos, ainda não foi construída nenhuma no mundo real. A maioria das teorias de viagem no tempo não se baseia em máquina nenhuma. Em vez disso, a viagem no tempo será feita, provavelmente, por meio de fenómenos espaciais que nos transportarão, instantaneamente, de um ponto no tempo para outro. Estes fenómenos (dos quais falarei noutros posts), com certeza serão:

· buracos negros rotativos

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· Wormholes ou pontes de Einstein-Rosen..

· supercordas

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