O que aconteceria se o universo girasse?

O que aconteceria se o universo girasse, assim como os planetas? Em 1949, o matemático Kurt Gödel usou a Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein para criar um modelo em que isso acontece com nosso cosmos, e demonstrou que isso resultaria em algumas coisas bizarras.

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A Relatividade Geral permite um punhado de coisas estranhas, como buracos de minhoca, viagens no tempo e naves de dobra espacial. Entre elas, está a hipótese o universo em rotação, que causaria distorções na luz de objetos distantes e até mesmo na volta ao passado.

Essa não era uma proposta séria, mas sim uma espécie de exercício matemático para mostrar que a teoria do famoso físico alemão parece incompleta. Aliás, ainda hoje, mesmo com todas os experimentos em que os cientistas provaram que Einstein estava correto, há muitos indícios de que ainda falta alguma coisa na compreensão sobre o universo.

O universo giratório de Kurt Gödel

Para criar seu modelo, Gödel usou apenas uma constante cosmológica negativa nas soluções para as equações de Einstein, alterando a força centrífuga da rotação de seu universo para manter tudo estático.

Em outras palavras, os objetos do cosmos giratório não sofreriam com as forças contrárias ao movimento rotativo — aqueles que sentimos em um veículo andando em círculo. Apenas com essa mudança, seu universo-carrossel funcionava muito bem, sem violar nenhum princípio estabelecido por Einstein.

Um dos efeitos seria que um observador sempre se perceberia como o centro da rotação, não importa onde estivesse — assim como parecemos ser o centro do universo em expansão. Mesmo se fôssemos em direção a uma galáxia, ela ainda pareceria girar ao nosso redor.

Por outro lado, quanto mais longe você estiver de qualquer objeto, maior será a taxa de rotação em relação a ele. A luz seria forçada a seguir a curvatura do movimento rotacional, de modo que um feixe enviado por uma galáxia, por exemplo, se curvasse durante seu percurso.

Assim, após um giro completo do universo, o trajeto da luz formaria uma espécie de espiral. Além disso, dois objetos localizados em direções opostas — um ao norte e outro ao sul, por exemplo — teriam direções opostas em relação a nós, como um deles ter movimento aparente retrógrado no céu.

Em outras palavras, um dos objetos teria desvio para o vermelho e o outro apresentaria um desvio para o azul (desvios ocorrem quando um comprimento de onda de luz é “esticado” ou “comprimido” conforme um objeto distante se afasta ou se aproxima).

Uma vez que o espaço e o tempo são uma entidade única no espaço-tempo, isso também afetaria o tempo. Essa é a implicação que mais incomoda qualquer cientista, pois isso resultaria em uma possível viagem no tempo.

Imagine se entrássemos em uma nave espacial em direção a Marte: também estaríamos em uma trajetória circular, no ponto de vista de um observador do lado de fora do universo, e nosso movimento dobraria sobre si mesmo, formando espirais como as fissuras em um disco de vinil. Ao voltar à Terra, chegaríamos antes da partida.

Embora viagens no tempo sejam um tema estudado seriamente por alguns físicos teóricos, a ideia exige alterações mais severas em nossa compreensão do universo. No geral, a volta ao passado traz implicações como a violação da lei da causalidade (causa e efeito) e uma série de paradigmas.

O que o universo em rotação significa?

O trabalho de Gödel é, simplesmente, uma demonstração de que a relatividade geral parece incompleta, ainda que seja a teoria que melhor explica todas as observações do universo em escala macroscópica.

Para Gödel, a teoria de Einstein não impede a existência de um universo em rotação e, muito menos, a viagem ao passado. Se fato de que a relatividade não impossibilita a viagem no tempo em qualquer cenário, alguma peça está faltando.

Claro, não vivemos em um universo em rotação, mas o trabalho de Gödel inspirou muitos outros cientistas a desenvolver novos modelos para “espremer” a Teoria da Relatividade Geral e criar universos impossíveis sem violar nenhum dos princípios de Einstein.

Isso, aliado à incompatibilidade entre a relatividade geral e a mecânica quântica, é, para os teóricos, um sinal de que a primeira está mesmo incompleta. Entretanto, até o momento, não há evidências no universo macro que possam sustentar uma nova teoria gravitacional. Então, por enquanto, ainda podemos continuar dizendo “Einstein estava certo”.

Fonte: Space.com