6 conceitos da ficção científica que podem ser reais

6 conceitos da ficção científica que podem ser reais

Por Daniele Cavalcante | Editado por Patrícia Gnipper | 18 de Outubro de 2021 às 11h07
CBS Corporation

No dia 13 de outubro de 2021, William Shatner, ator que interpretou o capitão Kirk na série clássica de Star Trek, foi ao espaço em um foguete da empresa Blue Origin. No ano de 1966, quando Shatner começou a viver as aventuras em lugares "onde nenhum homem jamais esteve", sair do planeta era algo possível apenas nas telas de TV e páginas de livros. A humanidade ainda não havia pisado na Lua e o mundo temia viver um apocalipse por causa da Guerra Fria. 

Hoje, ir ao espaço parece algo trivial. Ao menos uma vez a cada seis meses, astronautas são lançados em foguetes para viajar até a Estação Espacial Internacional, onde fazem experimentos científicos em microgravidade e compartilham com o mundo como é a experiência de viver fora da Terra. Agora, graças a empresas como a Blue Origin, a Virgin Galactic e a SpaceX, civis também podem passar algum tempo fora do planeta — e Shatner pode citar com convicção o slogan do escritor Douglas Coupland: "ficção científica agora é apenas ficção".

Todavia, embora muitas tecnologias previstas pela sci-fi já existam nos dias de hoje, algumas ainda permanecem no reino das ideias. Ou melhor, das teorias científicas. Isso porque conceitos como viagem no tempo, buracos de minhoca, teletransporte e dobra espacial são possíveis nas equações de Albert Einstein e na mecânica quântica. Eis alguns deles.

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Buraco de minhoca

Simulação de um buraco de minhoca atravessável que conecta a praça em frente aos institutos físicos da Universidade de Tübingen com as dunas de areia perto de Boulogne-sur-Mer, no norte da França (Imagem: Reprodução/Philippe E. Hurbain/Wikimedia Commons)

Já que a existência de buracos negros já deixou de ser uma dúvida para se tornar uma certeza, alguns físicos teóricos voltaram suas atenções para um conceito semelhante, mas ao mesmo tempo, oposto: os buracos de minhoca, uma espécie de anomalia no espaço-tempo que permitira acessar regiões nos confins do universo em um piscar de olhos.

Assim como seus "primos", buracos negros, os buracos de minhoca são uma previsão da Relatividade Geral de Einstein. Não que o físico alemão mais famoso de todos os tempo tenha dito que buracos de minhoca existem, mas suas equações apontam para isso. Um dos mais conhecidos modelos é buraco de minhoca de Schwarzschild, também chamado pontes de Einstein-Rosen.

Esse modelo descreve uma ponte entre áreas distantes do espaço, conectando-os. Uma das "bocas" do buraco de minhoca poderia surgir aqui, perto da Terra, e a outra pode se abrir em uma galáxia distante. Assim, se você puder atravessar a ponte, chegará àquela galáxia em questão de minutos, porque o espaço-tempo de ambas as regiões é sobreposto.

Simulação das duas "bocas" de um buraco de minhoca e, no meio, a "garganta" (Imagem: Reprodução/Wikipedia Creative Commons)

Quem chegou a essa conclusão foi Einstein e seu colega Nathan Rosen, que tentavam resolver questões das equações de campo de Einstein, combinando os modelos de um buraco negro e um buraco branco. Isso é teoricamente possível porque, na Relatividade Geral, o espaço-tempo pode ser distorcido e comprimido por qualquer matéria que tenha massa — e essa distorção é o fenômeno que chamamos de gravidade.

Se imaginarmos o espaço como uma superfície bidimensional, um buraco de minhoca apareceria como um orifício nessa superfície, formando um “tubo” para, em seguida, ressurgir em outra "boca". Entretanto, se você estiver em uma nave e entrar em um buraco de minhoca, provavelmente não vai perceber, pois esse “tubo” não possui paredes. É uma distorção no espaço assim como qualquer outro campo gravitacional.

(Imagem: Reprodução/ESO/L. Calçada)

Infelizmente, como John A. Wheeler e Robert W. Fuller demonstraram em um artigo publicado em 1962, esse tipo de buraco de minhoca é instável e colapsará instantaneamente, assim que se formar. Esse colapso seria tão rápido que nem mesmo uma partícula de luz teria tempo de atravessar a passagem. Mas outra ideia surgiu mais tarde, para alimentar nossas esperanças: o buraco de minhoca pode permanecer com a "garganta" aberta se utilizássemos algo conhecido como "matéria exótica". Um nome chique para matéria que possui massa-energia negativa.

O problema é que, até hoje, nenhum cientista encontrou evidências da existência de tal matéria, então os buracos de minhoca, ao menos nesse modelo, ainda são inviáveis. Mas os físicos ainda não se deram por vencidos, e, para encontrar uma solução, eles tentam até mesmo substituir a teoria de Einstein por algo que unifique a gravidade com a mecânica quântica. Em outras palavras, como acontece com os mistérios que ocorrem dentro de um buraco negro, os buracos de minhoca poderiam ser descobertos quando a ciência encontrar a tão desejada Teoria de Tudo.  

Dobra espacial

Cientistas da NASA colaboraram com um artista 3D para produzir conceitos realistas de como um dispositivo de dobra espacial poderia ser (Imagem: Reprodução/Mark Rademaker/Holland Space Yards/NASA)

Se você já assistiu à série Star Trek, já deve estar familiarizado com o termo "dobra espacial". Para os roteiristas, era algo que fazia a ficção parecer um pouco mais plausível (ao menos saíram melhor que a equipe de Star Wars e sua confunsão com o "parsec", da nave de Han Solo). Bem, a dobra espacial continuou restrita ao mundo da ficção, mas as coisas mudaram em 1994, quando um físico mostrou que poderíamos trazê-la à realidade. Mas, antes, vamos entender o conceito.

Quando Einstein postulou que o espaço e o tempo são um só, um universo de ideias surgiram das pontas dos lápis de físicos teóricos ao redor do globo. Eles estudaram a Relatividade Geral e as equações de campos de modo que o próprio Einstein duvidava de muitos resultados encontrados, por mais que, na matemática, tudo estivesse correto. Entre essas ideias, está a dobra espacial.

Ilustração mostra como o espaço-tempo é compactado à frente da nave de dobra espacial e expandido atrás, fazendo com que a nave percorra maiores distâncias sem precisar viajar à velocidade da luz (Imagem: Reprodução/Anderson Institute of Technology)

Embora pareça um buraco de minhoca, a dobra espacial é um conceito diferente. Aqui, o espaço-tempo é distorcido e leva a matéria a se movimentar de acordo com essa distorção, e alcançar distâncias inimagináveis, sem a necessidade de voar em uma nave à velocidade da luz, por exemplo. O problema é encontrar os meios de manipular o tecido do espaço-tempo dessa maneira. 

Em 1994, o físico Miguel Alcubierre propôs uma tecnologia que permitiria criar uma “bolha” no espaço-tempo, que poderia criar uma espécie "esteira" (daquelas que aceleram a locomoção das pessoas nos metrôs, por exemplo) no espaço. Na analogia da esteira, você está parado, mas, em relação a um observador externo, está em movimento, se deslocando no espaço. A "magia" da coisa é que o espaço-tempo pode funcionar (mais ou menos) como essa esteira, só que em velocidades incríveis.

Diagrama simplificado de dobra espacial proposta por Alcubierre (Imagem: Reprodução/Applied Physis)

Em termos práticos, uma nave de dobra espacial contrai o espaço-tempo com seu motor, e o expande atrás de si, para tornar seu caminho mais curto. Essa proposta é difícil de entender intuitivamente porque nosso cérebro não consegue imaginar o espaço-tempo como a matemática de Einstein descreve. Mas se pudéssemos, a dobra espacial talvez parecesse algo muito óbvio. 

Por outro lado, há alguns problemas, como a necessidade de algo que, talvez não exista: a energia negativa. Na relatividade geral, toda a energia é maior que zero, em todos os momentos e lugares onde procurarmos no universo, e é justamente por isso que toda a energia está ligada à massa. Se a energia escura existir, deve estar ligada a uma massa negativa, o que nos leva ao mesmo problema dos buracos de minhoca.

Viagem no tempo

(Imagem: Reprodução/Universal Pictures)

Um dos temas mais recorrente na ficção científica, a viagem no tempo também é um conceito possível — ao menos na matemática da Relatividade Geral. Na verdade, não é tão diferente dos princípios que regem a dobra espacial e o buraco de minhoca, já que o tempo e o espaço estão intrinsecamente conectados. Isso implica que a gravidade pode afetar a velocidade dos nossos relógios.

Se astronautas pudessem viajar para perto de um buraco negro, por exemplo, os efeitos seriam terríveis para suas famílias: enquanto eles ficariam apenas alguns anos mais velhos, décadas se passariam aqui na Terra. Isso porque o buraco negro exerceria um efeito gravitacional muito maior que o da Terra.

(Imagem: Reprodução/Johnson Martin)

Esse efeito, conhecido como dilatação do tempo, foi comprovado pela NASA, e nem precisou ir muito longe — bastou uma sonda na órbita do nosso planeta. Em 2004, a nave Gravity Probe B, projetada especialmente para conferir a teoria de Einstein, comprovou que a gravidade do planeta em rotação literalmente puxa o tecido do espaço-tempo ao seu redor, criando um efeito de "arraste", o que resulta em tempos diferentes nos relógios em órbita e os da superfície. 

Devido a essa pequena diferença (milésimos de segundos por dia) entre a passagem de tempo na superfície da Terra e em sua órbita, os cientistas precisaram ajustar os relógios dos satélites de GPS, que estão sempre um pouquinho à frente dos nossos. Se o GPS não tivesse a teoria da relatividade embutida em sua tecnologia, os mapas em nossos smartphones nos guiariam por quilômetros fora da rota correta.

Ilustração da distorção do espaço-tempo pela gravidade da Terra conferida pela sonda Gravity Probe B (Imagem: Reprodução/NASA)

Mas será que conseguiríamos extrapolar esse conceito até viajar no tempo? Alguns cientistas acreditam que sim, e trabalham para comprovar isso. Quanto mais forte for a gravidade, mais o tempo vai desacelerar, e vice-versa. Se você puder dobrar o espaço a seu bel-prazer, existe a possibilidade de torcer o tempo. E se distorcermos o tempo em um loop, é possível viajar do futuro de volta ao passado, e depois de volta ao futuro (sem trocadilho com o nome de certa trilogia de filmes).

Um projeto conceitual para uma máquina do tempo foi publicado em 1974 pelo físico Frank Tipler. Batizado como cilindro Tipler, ele deve ser grande, com cerca de 97 km de comprimento, e extremamente denso, com massa comparável à do Sol. Então, ele precisa girar rápido o suficiente para distorcer o espaço-tempo até o ponto em que o tempo se dobra sobre si mesmo. Talvez a complexidade dessa proposta desanime alguns pretendentes a viajantes do tempo, mas o conceito funcionaria, ao menos na ponta do lápis.

Universos paralelos

(Imagem: Reprodução/Netflix/21 Laps Entertainment/Monkey Massacre)

Existem muitos conceitos científicos que abordam a possibilidade de existir não apenas o nosso universo, mas muitos outros, cada qual com suas próprias versões da Terra (ou não). Um dos campos que investiga essa área é a mecânica quântica, mas é importante lembrar que tudo depende de como as leis quânticas são interpretadas.

Uma das interpretações é a de que muitos mundos paralelos constantemente se ramificam uns dos outros, momento a momento. Essa ideia foi formulada por Hugh Everett para explicar alguns processos não determinísticos importantes para a mecânica quântica, e muitas versões diferentes dessa hipótese de "muitos mundos" surgiram depois, mas com os mesmos conceitos-chave.

Diagrama da caixa de Schrödinger; o gato está vivo e morto, em um estado de realidades sobrepostas, até que se abra a caixa (Imagem: Reprodução/Dhatfield/Wikimedia)

Imagine uma raposa que tenta pegar as uvas, como na famosa fábula, mas não consegue alcançar os galhos da árvore. Recusando-se a admitir o fracasso, a raposa se vira e diz que as uvas não pareciam tão saborosas e se afasta. Contudo, essa decisão traz implicações, de acordo com teorias como o Princípio da Incerteza de Heisenberg e o gato na caixa de Schrodinger. 

O resultado, para resumor, é que a decisão da raposa desencadeou uma série de decisões diferentes. Isso resulta na "criação" de outros mundos nos quais a raposa tomou uma atitude diferente. Assim, há uma série de possibilidades para o final da história, e cada possibilidade gera um mundo totalmente separado do nosso, oculto e inacessível — a menos que alguém encontre alguma maneira de abrir uma passagem.

Multiverso

(Imagem: Reprodução/Marvel Studios/Walt Disney Studios Motion Pictures)

Com tantas possibilidades de mundos paralelos, os cientistas especulam que o conjunto infinito de "mundos-filhos" (aquelas realidades sobrepostas que se dividem em mundos paralelos) resulte em algo chamado de "multiverso". Universos infinitos são uma consequência das teorias científicas relatadas acima, então pode ser que mais de uma proposta para esses universos estejam corretas.

Há, também, muitas possibilidades para esse conjunto de universos. Eles podem ser como o nosso, mas com detalhes diferente, ou podem ser regidos por outras leis físicas. Por exemplo, o Big Bang em outros universo poderia ter ocorrido de outras maneiras, resultando em outras configurações iniciais para a formação daqueles universos.

Aliás, este foi o tema do último trabalho de Stephen Hawking. Ao lado do teórico Thomas Hertog, ele publicou um artigo que tenta provar que é possível observar o cosmos e encontrar evidências desses lugares até então inacessíveis. 

Teletransporte

(Imagem: Reprodução/CBS Corporation)

Talvez este seja o mais improvável dos conceitos "realistas" da ficção científica. Não diremos que é impossível, pois alguns argumentam que a mecânica quântica permite o teletransporte quântico, no qual o estado quântico em uma partícula (a) seria copiado para outra (b), independente da distância. Mas, você já deve ter percebido, há vários problemas se tentarmos aplicar esse conceito no mundo em grande escala.

O primeiro problema é que o teletransporte quântico destrói o estado quântico da partícula "a", então realmente parece que ela foi transportada de um lugar para outro. A grande questão (que é até filosófica) é: a partícula "b" tornou-se a partícula "a"? Se a resposta for positiva, o que acontece com a "essência" da partícula "b"?

Aplicando o problema em nosso mundo em grande escala, pode ser que você, ao ser teletransportado para outro lugar, tenha todas as partículas subatômicas de seu corpo copiadas para outras partículas no local de destino. Se este for o caso, é possível que seu corpo seja reconstruído, porque as informações (configurações) das partículas jamais se perdem devido à entropia do universo. Mas será que a pessoa que chega no local de destino é, realmente, você?

Existe um paradoxo filosófico para isso. Suponha que você possui um barco preso no cais, mas não o usa há muito tempo. Ele passou por muitas chuvas e intempéries e começou a se deteriorar. Então, você contrara algumas pessoas para, aos poucos, trocar as madeiras da estrutura. Ao longo de um ano, toda a madeira foi substituída e seu barco está novinho em folha. A pergunta é: este é o mesmo barco? No teletrnasporte, você chegará no local de destino, ou será outra pessoa, um clone, enquanto você desaparece? Por fim, seu clone teria a mesma consciência, personalidade e memórias que você carrega? 

Fonte: Mashable, Scientific American, Live Science

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