Romances e filmes de ficção científica estão repletos de ideias de longo alcance, que na maioria das vezes servem como um trampolim para aventuras dinâmicas, em vez de uma tentativa séria de prever tendências futuras na ciência ou tecnologia. Alguns dos truques mais comuns, como acelerar uma espaçonave a velocidades fantásticas em questão de segundos sem matar passageiros, simplesmente não são possíveis de acordo com as leis da física como as entendemos.
No entanto, as mesmas leis parecem permitir outros conceitos aparentemente incríveis de ficção científica, de buracos de minhoca a universos paralelos. Aqui está um resumo de algumas ideias de ficção científica que podem realmente ser colocadas em prática - pelo menos em teoria.
Buracos de minhoca:
A ideia de um buraco de minhoca - o caminho mais curto no espaço que permite viajar entre partes distantes do universo quase que instantaneamente - soa como fantasia. Mas sob o nome mais formal de Ponte Einstein-Rosen, essa ideia existia como um conceito teórico sério muito antes de os escritores de ficção científica a usarem.
Vem da teoria geral da relatividade de Albert Einstein, que vê a gravidade como uma distorção do espaço-tempo causada por objetos massivos. Em colaboração com o físico Nathan Rosen, Einstein sugeriu em 1935 que pontos de gravidade extremamente forte, como buracos negros, poderiam estar diretamente relacionados entre si. Foi assim que nasceu a ideia dos buracos de minhoca.
As forças ao redor do buraco negro destruiriam qualquer um que se aproximasse, então a ideia de realmente viajar pelo buraco de minhoca não foi levada a sério até os anos 1980, quando o astrofísico Carl Sagan decidiu que iria escrever um romance de ficção científica.
Carl Sagan desafiou seu colega físico Kip Thorne a encontrar uma maneira viável de viajar instantaneamente distâncias interestelares. Kip Thorne devidamente inventou uma maneira - possível em teoria, mas altamente improvável na prática - para os humanos fazerem viagens interestelares, passando pelo buraco de minhoca ilesos. O resultado foi refletido no romance Contact (1985) de Sagan, que mais tarde foi adaptado para um filme estrelado por Jodie Foster. O buraco de minhoca também é apresentado no filme Interestelar como uma forma de viajar para outra galáxia.
Embora seja altamente improvável que os buracos de minhoca se tornem o meio de transporte fácil e conveniente retratado em filmes, os cientistas agora descobriram uma maneira mais viável de construir um buraco de minhoca do que Kip Thorne havia sugerido originalmente. Também é possível que, se já existem buracos de minhoca no universo, eles possam ser identificados com a próxima geração de detectores de ondas gravitacionais.
Warp Drive:
Um pré-requisito importante para a maioria das histórias de aventura espacial é a capacidade de ir do ponto A ao ponto B muito mais rápido do que podemos hoje. Além dos buracos de minhoca, existem vários obstáculos para se conseguir isso com uma nave normal. É preciso uma enorme quantidade de combustível, um efeito de aceleração devastador e o fato de que existe um limite de velocidade estritamente imposto no universo.
Esta é a velocidade com que a luz viaja - exatamente um ano-luz por ano, o que em um contexto cósmico não é tão rápido (para um observador externo). Proxima Centauri, a segunda maior estrela da Terra, está a 4,2 anos-luz do Sol, e o centro da galáxia está a 27.000 anos-luz de distância.
Felizmente, há uma lacuna no limite de velocidade espacial: ele apenas determina a velocidade máxima com que podemos viajar no espaço. Como explicou Einstein, o próprio espaço pode ser distorcido, então é possível manipular o espaço ao redor da nave de uma forma que viola o limite de velocidade. A espaçonave ainda se moverá pelo espaço circundante a uma velocidade menor do que a velocidade da luz, mas o próprio espaço se moverá mais rápido do que essa velocidade.
Isso é o que os escritores de Jornada nas Estrelas tinham em mente quando surgiram com o conceito de uma "unidade de dobra" na década de 1960. Mas para eles era apenas uma frase que parecia plausível, não física real.
Foi somente em 1994 que o teórico Miguel Alcubierre encontrou uma solução para as equações de Einstein que produziu um verdadeiro efeito warp drive, estreitando o espaço na frente da espaçonave e expandindo-o atrás. A solução de Miguel Alcubierre não foi menos engenhosa do que o buraco de minhoca percorrível de Kip Thorne, e os cientistas estão tentando melhorá-la na esperança de que algum dia se torne prática.
Viagem no tempo:
O conceito de máquina do tempo é um dos grandes truques da trama de ficção científica que permite aos personagens voltar e mudar o curso de uma história - para melhor ou para pior. Mas isso inevitavelmente levanta paradoxos lógicos. Por exemplo, em Back to the Future, Doc construiria sua máquina do tempo se o futuro Marty não o tivesse visitado usando a mesma máquina? É por causa desses paradoxos que muitas pessoas acreditam que a viagem no tempo no mundo real é impossível - e ainda, de acordo com as leis da física, é realmente possível.
Assim como acontece com os buracos de minhoca e as curvaturas no espaço, a física que nos diz que você pode viajar no tempo vem da teoria da relatividade geral de Einstein. Ela vê o espaço e o tempo como parte do mesmo continuum espaço-tempo, e os dois estão inextricavelmente ligados.
Assim como falamos sobre distorcer o espaço com um buraco de minhoca ou unidade de dobra, o tempo também pode ser distorcido. Às vezes, pode ser tão distorcido que se dobra por conta própria, o que os cientistas chamam de "curva do tempo fechada", embora possa ser chamada de máquina do tempo com a mesma precisão.
Um projeto conceitual de tal máquina do tempo foi publicado em 1974 pelo físico Frank Tipler. Chamada de cilindro Tipler, a máquina deve ser grande - pelo menos 97 quilômetros de comprimento - e extremamente densa, com massa total comparável à do sol.
Para fazer um cilindro funcionar como uma máquina do tempo, ele deve girar rápido o suficiente para distorcer o espaço-tempo até o ponto em que o tempo colapsa sobre si mesmo - o "efeito arrastar e soltar".
Teletransporte:
Um exemplo típico de teletransporte de ficção científica é o transportador de Star Trek, que, como o nome sugere, é retratado simplesmente como uma maneira conveniente de viajar de um lugar para outro.
Mas o teletransporte é completamente diferente de outros meios de transporte: em vez do viajante se mover no espaço do ponto de partida ao destino, o teletransporte resulta em uma cópia exata no destino, enquanto o original é destruído. Segundo a IBM, desse ponto de vista - e no nível das partículas subatômicas, não das pessoas - o teletransporte é realmente possível.
O processo real é chamado de teletransporte quântico. Esse processo copia o estado quântico exato de uma partícula, como um fóton, para outra, que pode estar a centenas ou milhares de quilômetros de distância.
O teletransporte quântico destrói o estado quântico do primeiro fóton, então realmente parece que o fóton foi magicamente transportado de um lugar para outro. O truque é baseado no que Einstein chamou de "ação fantasmagórica à distância", mas mais formalmente é conhecido como emaranhamento quântico.
Se o fóton a ser "teletransportado" entra em contato com um dos pares de fótons emaranhados, e a medição do estado resultante é enviada para o lado receptor, onde o outro fóton emaranhado está localizado, então o último fóton vai para o mesmo estado como o fóton teletransportado.
Este é um processo complexo, mesmo para um único fóton, e não pode ser escalado para o sistema de transporte instantâneo mostrado em Star Trek. No entanto, o teletransporte quântico tem aplicações importantes no mundo real, como comunicações resistentes a adulteração e computação quântica ultrarrápida.
Universos paralelos:
O universo é tudo o que vemos com os telescópios mais poderosos - todos os bilhões de galáxias em expansão no Big Bang. Mas isso é tudo que há lá?
A teoria diz que talvez não: pode haver todo um multiverso de universos. A ideia de "universos paralelos" é outro tema familiar da ficção científica, mas quando retratados na tela, eles geralmente diferem de nosso próprio universo apenas em pequenos detalhes.
Mas a realidade pode ser muito mais estranha quando os parâmetros básicos da física em um universo paralelo, como a força da gravidade ou as forças nucleares, são diferentes dos nossos. Uma descrição clássica de um universo completamente diferente desse tipo e das criaturas que nele vivem é o romance de Isaac Asimov "Os próprios Deuses", ou melhor, sua segunda parte.
A chave para a compreensão moderna dos universos paralelos é o conceito de "inflação perpétua". Ele retrata o tecido infinito do espaço em um estado de expansão contínua e incrivelmente rápida. De vez em quando, um ponto localizado neste espaço - o Big Bang auto-suficiente - sai da expansão geral e começa a crescer em um ritmo mais moderado, permitindo que objetos materiais como estrelas e galáxias se formem dentro dele. De acordo com essa teoria, nosso universo é uma dessas áreas, mas pode haver inúmeros outros universos.
2021-10-12 05:21:24
Autor: Vitalii Babkin