O conceito de viagem no tempo sempre capturou a imaginação de físicos e leigos. Mas isso é realmente possível? Claro que é. Estamos fazendo isso agora, não somos? Estamos todos viajando para o futuro, um segundo de cada vez.

Mas não era isso que você estava pensando. Podemos viajar muito mais no futuro? Absolutamente. Se pudéssemos viajar perto da velocidade da luz, ou na proximidade de um buraco negro, o tempo ficaria mais lento, permitindo-nos viajar arbitrariamente para longe no futuro. A questão realmente interessante é se podemos viajar de volta ao passado.

Eu sou um professor de física na Universidade de Massachusetts, Dartmouth, e ouvi pela primeira vez sobre a noção de viagem no tempo quando tinha 7 anos, de um episódio de 1980 da clássica série de TV de Carl Sagan, "Cosmos." Eu decidi então que algum dia, Eu iria fazer um estudo profundo da teoria subjacente a essas ideias criativas e notáveis:a relatividade de Einstein. Vinte anos depois, Eu emergi com um Ph.D. no campo e tem sido um pesquisador ativo na teoria desde então.

Agora, um dos meus alunos de doutorado acaba de publicar um artigo na revista Classical and Quantum Gravity que descreve como construir uma máquina do tempo usando uma construção muito simples.

Curvas fechadas tipo tempo

A teoria geral da relatividade de Einstein permite a possibilidade de distorcer o tempo a um grau tão alto que ele realmente se dobra sobre si mesmo, resultando em um loop de tempo. Imagine que você está viajando ao longo deste ciclo; isso significa que em algum ponto, você terminaria em um momento no passado e começaria a experimentar os mesmos momentos desde então, tudo de novo - um pouco como déjà vu, exceto que você não perceberia. Esses construtos são muitas vezes referidos como "curvas semelhantes ao tempo fechadas" ou CTCs na literatura de pesquisa, e popularmente conhecidas como "máquinas do tempo". As máquinas do tempo são um subproduto de esquemas eficazes de viagens mais rápidas do que a luz e entendê-los pode melhorar nossa compreensão de como o universo funciona.

Nas últimas décadas, físicos conhecidos como Kip Thorne e Stephen Hawking produziram trabalhos seminais sobre modelos relacionados às máquinas do tempo.

A conclusão geral que emergiu de pesquisas anteriores, incluindo Thorne's e Hawking's, é que a natureza proíbe loops de tempo. Isso talvez seja melhor explicado na "Chronology Protection Conjecture, de Hawking. "que essencialmente diz que a natureza não permite mudanças em sua história passada, poupando-nos assim dos paradoxos que podem surgir se a viagem no tempo fosse possível.

Talvez o mais conhecido entre esses paradoxos que surgem devido à viagem no tempo ao passado seja o chamado "paradoxo do avô", em que um viajante volta ao passado e mata seu próprio avô. Isso altera o curso da história de forma que surge uma contradição:O viajante nunca nasceu e, portanto, não pode existir. Existem muitos enredos de filmes e romances baseados nos paradoxos que resultam da viagem no tempo - talvez alguns dos mais populares sejam os filmes "De volta ao futuro" e o "Dia da Marmota".

Matéria exótica

Dependendo dos detalhes, diferentes fenômenos físicos podem intervir para evitar que curvas fechadas do tipo tempo se desenvolvam em sistemas físicos. O mais comum é o requisito de um tipo específico de matéria "exótica" que deve estar presente para que um loop de tempo exista. Falando livremente, matéria exótica é a matéria que tem massa negativa. O problema é que a massa negativa não existe na natureza.

Caroline Mallary, um estudante de doutorado da University of Massachusetts Dartmouth publicou um novo modelo de máquina do tempo na revista Classical &Quantum Gravity. Este novo modelo não requer nenhum material exótico de massa negativa e oferece um design muito simples.

O modelo de Mallary consiste em dois carros superlongos - construídos com um material que não é exótico, e tem massa positiva - estacionado em paralelo. Um carro avança rapidamente, deixando o outro estacionado. Mallary foi capaz de mostrar que, em tal configuração, um loop de tempo pode ser encontrado no espaço entre os carros.

Então você pode construir isso no seu quintal?

Se você suspeita que há um problema, você está certo. O modelo de Mallary exige que o centro de cada carro tenha densidade infinita. Isso significa que eles contêm objetos - chamados de singularidades - com uma densidade infinita, temperatura e pressão. Além disso, ao contrário das singularidades que estão presentes no interior dos buracos negros, o que os torna totalmente inacessíveis de fora, as singularidades no modelo de Mallary são completamente nuas e observáveis, e, portanto, têm verdadeiros efeitos físicos.

Os físicos também não esperam que esses objetos peculiares existam na natureza. Então, infelizmente, uma máquina do tempo não estará disponível tão cedo. Contudo, este trabalho mostra que os físicos podem ter que refinar suas idéias sobre por que curvas fechadas tipo tempo são proibidas.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.