“Se alguém fizesse um pedido de bolsa de pesquisa para trabalhar em viagens no tempo, seria imediatamente dispensado”, escreve o físico Stephen Hawking em seu livro póstumo Respostas Breves às Grandes Perguntas. Ele estava certo. Mas ele também estava certo que perguntar se a viagem no tempo é possível é uma “questão muito séria” que ainda pode ser abordada cientificamente.

Arguindo que nosso entendimento atual não pode descartar isso, Hawking, ao que parece, foi cautelosamente otimista. Então, onde é que isto nos deixa? Não podemos construir uma máquina do tempo hoje, mas poderíamos no futuro?

Comecemos pela nossa experiência quotidiana. Tomamos como certa a capacidade de ligar para os nossos amigos e família onde quer que estejam no mundo para saber o que estão a tramar neste momento. Mas isto é algo que nós nunca poderemos saber. Os sinais que levam suas vozes e imagens viajam incompreensivelmente rápido, mas ainda leva um tempo finito para que esses sinais cheguem até nós.

Nossa incapacidade de acessar o “agora” de alguém distante está no coração das teorias de Albert Einstein sobre espaço e tempo.

Velocidade da luz

Einstein nos disse que espaço e tempo são partes de uma coisa – o espaço-tempo – e que devemos estar tão dispostos a pensar em distâncias no tempo quanto somos distâncias no espaço. Por mais estranho que isto possa parecer, respondemos alegremente “cerca de duas horas e meia”, quando alguém pergunta a que distância está Birmingham de Londres. O que queremos dizer é que a viagem leva esse tempo a uma velocidade média de 50 milhas por hora.

Matematicamente, a nossa afirmação equivale a dizer que Birmingham fica a cerca de 125 milhas de Londres. Como os físicos Brian Cox e Jeff Forshaw escrevem em seu livro Why does E=mc²?, tempo e distância “podem ser trocados usando algo que tem a moeda de uma velocidade”. O salto intelectual de Einstein foi 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 viajar, colocando um limite fundamental de quanto tempo podemos saber o que está acontecendo em outro lugar no universo. Isto nos dá “causalidade” – a lei que os efeitos devem sempre vir depois das suas causas. É um sério espinho teórico no lado dos protagonistas da viagem no tempo. Para eu viajar no tempo e desencadear eventos que impedem o meu nascimento é colocar o efeito (eu) antes da causa (o meu nascimento).

Agora, se a velocidade da luz é universal, devemos medi-la para ser a mesma – 299.792.458 metros por segundo no vácuo – por mais rápido que estejamos nos movendo. Einstein percebeu que a consequência de a velocidade da luz ser absoluta é que o espaço e o tempo em si não podem ser. E acontece que os relógios em movimento devem funcionar mais lentamente do que os fixos.

Quanto mais rápido você se move, mais lento o seu relógio faz tic-tac em relação aos que você está passando. A palavra “relativo” é a chave: o tempo vai parecer passar normalmente para você. Para todos que estiverem parados, no entanto, você estará em câmera lenta. Se você se mover à velocidade da luz, você parecerá congelado no tempo – no que lhe diz respeito, todos os outros estarão em movimento rápido.

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

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

Wormholes

Einstein também nos disse que a força da gravidade é uma consequência da forma como a massa empena o espaço e o tempo. Quanto mais massa esprememos para uma região do espaço, mais o tempo espacial é empenado e mais lentamente os relógios próximos se movimentam. Se espremermos massa suficiente, o espaço-tempo torna-se tão deformado que nem a luz consegue escapar à sua atracção gravitacional e forma-se um buraco negro. E se você se aproximar da borda do buraco negro – o seu horizonte de eventos – o seu relógio iria fazer um tic tac infinitamente lento em relação àqueles que estão longe dele.

Então poderíamos empenar o espaço-tempo da maneira certa para fechá-lo de volta sobre si mesmo e viajar no tempo?

A resposta é talvez, e o empenamento de que precisamos é um buraco de verme transportável. Mas também precisamos de produzir regiões de densidade de energia negativa para a estabilizar, e a física clássica do século XIX impede isso. A teoria moderna da mecânica quântica, no entanto, talvez não.

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

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

teoria M requer espaço tempo para ter 11 dimensões: a do tempo e três do espaço em que nos movemos e mais sete, enrolados invisivelmente pequenos. Poderíamos usar estas dimensões espaciais extras para atalhar o espaço e o tempo? Hawking, pelo menos, foi esperançoso.

Saving history

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

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

Apesar do seu otimismo brincalhão, Hawking reconheceu que as leis desconhecidas da física que um dia substituirão as de Einstein podem conspirar para evitar que grandes objetos como você e eu saltemos casualmente (não causalmente) para frente e para trás através do tempo. Nós chamamos este legado de sua “conjectura de proteção cronológica”.

Se o futuro tem ou não máquinas do tempo guardadas, nós podemos nos confortar com o conhecimento de que quando escalamos uma montanha ou aceleramos em nossos carros, nós mudamos como o tempo corre.

Então, este “finja ser um dia de viagem no tempo” (8 de dezembro), lembre-se que você já é, apenas não da maneira que você poderia esperar.