Um cético sobre viagens no tempo humanas, Hawking foi cautelosamente otimista em seu livro “Breves Respostas Para Grandes Questões”, e argumenta que é possível viajar no tempo, desde que encontremos condições para tal, como um buraco de minhoca, por exemplo.
“Se alguém fizesse um pedido de bolsa de pesquisa para trabalhar em viagem no tempo, ele seria demitido imediatamente”, escreve o físico Stephen Hawking em seu livro póstumo, Breves respostas Para Grandes Questões. Ele estava certo. Mas ele também estava certo ao perguntar se a viagem no tempo é possível é uma “questão muito séria” que ainda pode ser abordada cientificamente.
Então, onde isso nos deixa? Não podemos construir uma máquina do tempo hoje, mas poderíamos no futuro?
Vamos começar com nossa experiência cotidiana. Nós aceitamos a capacidade de ligar para nossos amigos e familiares onde quer que eles estejam no mundo para descobrir o que eles estão fazendo agora. Mas isso é algo que nunca podemos realmente conhecer. Os sinais que transportam suas vozes e imagens viajam de forma incompreensivelmente rápida, mas ainda leva um tempo finito para que esses sinais nos alcancem.
Velocidade da luz
Einstein nos disse que espaço e tempo são partes de um todo – o 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. 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 em seu livro Por que E = mc²? , tempo e distância “podem ser trocados usando algo que tenha 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 essa taxa é nossa velha conhecida velocidade da luz.
A velocidade da luz é o sinal mais rápido do cosmos, 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 mim 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 (no vácuo do espaço vazio), todas as vezes que medirmos, ela será a mesma – 299.792.458 metros por segundo – 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.
Se eu fosse voar a uma velocidade incrível em uma espaçonave e retornar à Terra, menos tempo passaria para mim do que para todos que deixei para trás. Todos a quem voltei concluíram que minha vida tinha corrido como se estivesse em câmera lenta – eu teria envelhecido mais lentamente do que eles – e eu concluiria que o deles tinha corrido como se avançasse rápido.
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 se pudéssemos, o tempo não iria simplesmente correr para trás. 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 ele se fechar e viajarmos 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-lo, 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 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.
Entretanto, 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. Uma candidata, a teoria das cordas (mais precisamente a teoria M), pode oferecer outra possibilidade. A teoria M exige que o espaço-tempo tenha 11 dimensões: 3 dimensões espaciais no qual nos movemos, o tempo, 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 a história
Então a viagem no tempo é realmente uma possibilidade? Nosso entendimento atual não pode descartá-lo, 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 auto-consistentes – 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 saltem casualmente (e não causalmente) para frente e para trás 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. Ou seja, viajamos para frente no tempo, mesmo que seja em milésimos de milésimos de segundo.