Você gosta de ficção científica?

*Este post √© uma participa√ß√£o especial do meu irm√£o Gabriel N√≥bile Diniz, que tamb√©m √© engenheiro qu√≠mico e nerd ‚Äď veja o canal dele no YouTube.

Naves espaciais, armas a laser, rob√īs quase humanos, equipamentos estranhos, Pads…

Eu acho fantástico. Adoro! E é muito interessante ver como os filmes de ficção científica
antigos t√™m coisas… atuais!

Quando n√≥s assistimos a um filme de fic√ß√£o cient√≠fica antigo, n√≥s vemos que alguma parte¬†da ‚Äúfic√ß√£o‚ÄĚ se tornou real. Por exemplo, os Pads que apareciam antigamente, se tornaram¬†reais. Rob√īs com comportamento humano est√£o sendo criados, com mais e mais inova√ß√Ķes.¬†Carros e outros ve√≠culos com recurso de camuflagem, invis√≠veis √† primeira vista, est√£o sendo¬†desenvolvidos a partir de c√Ęmeras fotogr√°ficas e LED. A evolu√ß√£o da ci√™ncia segue seu curso.

Mas e o mais legal? E as naves espaciais com velocidade mais rápida que a luz? A exploração de outros sistemas solares?

Crédito: http://www.flickr.com/photos/andresrueda/
Crédito: http://www.flickr.com/photos/andresrueda/

A estrela mais pr√≥xima do planeta Terra, tirando o Sol, √© a Proxima Centauri, a mais de 4 anos-luz de dist√Ęncia (ou seja, a luz da Proxima Centauri demora 4 anos para atingir a Terra). Para voc√™ ter uma ideia do que isso significa, o Sol est√° 8 minutos-luz longe da Terra. E j√° √© uma dist√Ęncia dif√≠cil de percorrer.

A velocidade da luz é a maior velocidade que um objeto pode atingir. Qualquer objeto. E atingir a velocidade da luz, simplesmente, não é possível. A luz chega a essa velocidade por que não tem massa. Só assim. Qualquer objeto com massa requer uma energia infinita para atingir a velocidade da luz. Então, é impossível.

Outra detalhe sobre a velocidade da luz é que o tempo é distorcido quando algum objeto chega a uma velocidade próxima. Enquanto no planeta Terra o tempo passa sempre na mesma velocidade, um objeto em uma velocidade próxima a luz está quase que parado no tempo. Complicado não? Tudo previsto por Einstein utilizando apenas um quadro negro.

Só que isso não ocorre nos filmes de ficção científica! Eles viajam a velocidades SUPERIORES à da luz usando propulsores especiais. Não são os mesmos propulsores que um foguete. São propulsores que empregam uma técnica especial de viagem espacial. E cada filme diferente tem uma técnica também diferente de viagem no espaço. São três técnicas conhecidas: Hiperespaço, Buraco de Verme e Dobra Dimensional.

Agora, um cientista resolveu provar que é possível utilizar a Dobra Dimensional na vida real. E está tentando colocar uma nave para voar a uma velocidade superior à da luz.

Mas, antes de falar desse cientista extremamente maluco desenvolvendo sua m√°quina, vou abordar as tr√™s teorias de viagem acima da velocidade da luz. Hiperespa√ßo, Buraco de Verme e¬†Dobra Dimensional. E tudo aquilo que √© ‚Äúreal‚ÄĚ sobre a fic√ß√£o cient√≠fica.

Hiperespaço

Crédito: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Crédito: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Hiperespaço é a forma de viagem mais comum em filmes. Funciona teletransportando a nave para um espaço alternativo onde as regras da física são diferentes do nosso espaço e, posteriormente, trazendo a nave para o espaço normal. Como é um espaço diferente do que vivemos, é chamado de Hiperespaço.

Nos filmes de fic√ß√£o cient√≠fica, a viagem por Hiperespa√ßo requer grandes e precisos c√°lculos¬†matem√°ticos para obter rotas. Em Star Wars, por exemplo, √© necess√°rio que a nave percorra¬†caminhos j√° conhecidos pelo espa√ßo para n√£o colidir com nenhum astro ou objeto. Ser√° fatal se ocorrer tal colis√£o. Quando o espa√ßo n√£o √© ‚Äúmapeado‚ÄĚ, √© necess√°rio fazer diversos ‚Äúpequenos saltos‚ÄĚ para o Hiperespa√ßo sempre visualizando os eventuais perigos e a viagem¬†demora muito mais tempo que o normal.

Na trilogia de livros de Douglas Adams, ‚ÄúGuia dos Mochileiros da Gal√°xia‚ÄĚ, um salto no¬†Hiperespa√ßo distorce a sensa√ß√£o de espa√ßo ao redor de uma pessoa e depois o constr√≥i¬†novamente. A velocidade √© tanta que at√© achata os objetos. Por isso, a viagem¬†foi substitu√≠da pelo ‚ÄúGerador de Improbabilidade Infinita‚ÄĚ. Este faz o c√°lculo de ‚ÄúQual a¬†probabilidade de se fazer um Gerador de Improbabilidade Infinita‚ÄĚ com a ajuda de ch√°¬†pelando. √Č muito mais eficiente. Por alguma raz√£o que ningu√©m sabe qual √©…

Apesar de ser a forma mais comum de viagem mais rápida do que a luz citada por filmes, não existe qualquer referência a experimento ou teoria física que torne possível tal coisa. Não existe qualquer prova de uma dimensão, espaço ou local alternativo. Muito menos que seja possível viajar por ela.

Buraco de Verme (Wormhole ou Ponte Einstein-Rosen)

Crédito: http://www.flickr.com/photos/ge_photo/
Crédito: http://www.flickr.com/photos/ge_photo/

A teoria de Buraco de Verme √© poss√≠vel em conceitos matem√°ticos, mas nunca foi feito na¬†pr√°tica. Einstein falava que entre dois pontos no espa√ßo √© poss√≠vel ter uma ponte, com dist√Ęncia menor do que percorrer o mesmo espa√ßo em si. Em um exemplo visual, √© como se voc√™ tivesse duas op√ß√Ķes para atravessar um rio. Nadando por ele ou com uma ponte acima de voc√™, entre os dois pontos. √Č mais r√°pido passar pela ponte desde que voc√™ consiga visualiz√°-la e percorr√™-la.

O mesmo ocorre na teoria Buraco de Verme. Existe um caminho extra para ir de um ponto a outro do universo. A nave percorre o caminho a uma velocidade abaixo da luz. Porém, como o caminho percorrido é menor, a nave chega ao destino antes da luz que seguiu pelo caminho normal.

Buracos de Vermes não estão apenas limitados a viagem espacial. Através de Buracos de Vermes, teoricamente, é possível se viajar no tempo já que é considerado uma dimensão a ser calculada, de acordo com Einstein.

√Č claro que, mesmo em obras de fic√ß√£o, a teoria se torna dif√≠cil de explicar. Podem existir Buracos de Verme naturais, criados aleatoriamente, sem um destino controlado pelas pessoas. Como um fen√īmeno natural. S√≥ que eles s√£o limitados a conectar os mesmos locais sempre. Tamb√©m existem Buracos de Verme criados artificialmente, em que h√° um portal para ser atravessado e seguir de um ponto a outro. As m√°quinas que fazem isso nem sempre s√£o¬†explicadas.

Os mais famosos Buracos de Verme est√£o no seriado/filme ‚ÄúStargate‚ÄĚ e ‚ÄúBabylon 5‚ÄĚ.¬†‚ÄúStargate‚ÄĚ tem um portal elegante e bonito e todo um efeito especial para jogar pessoas¬†de um espa√ßo para outro. Outro Buraco de Verme muito interessante est√° no jogo eletr√īnico¬†‚ÄúPortal‚ÄĚ (com vers√Ķes 1 e 2). Uma arma dispara portais faz o jogador percorrer um ponto ao outro, disparando o portal em uma parede lisa.

Como dito anteriormente, a teoria do Buraco de Verme, mesmo sendo a menos utilizada em filmes, é a mais provável. Afinal, o próprio Einstein foi quem começou a falar sobre ela.

Dobra Dimensional

Crédito: http://www.sxc.hu/photo/828752
Crédito: http://www.sxc.hu/photo/828752

A Dobra dimensional √© conhecida nos filmes ‚ÄúStar Trek‚ÄĚ. O conceito √© muito simples. Pegue¬†uma folha de papel. Qual √© a dist√Ęncia mais curta que uma formiguinha num ponto pode ir at√©¬†outro ponto do papel? Uma linha reta. Por√©m, se voc√™ pegar a folha de papel e dobr√°-la, os¬†dois pontos podem ficar encostados um ao outro. E a formiguinha n√£o mais precisa andar o¬†caminho. Isso √© dobra dimensional. Pegar o espa√ßo, o dobrar totalmente at√© que os dois pontos, onde est√° e o destino, estejam extremamente pr√≥ximos. Dif√≠cil imaginar em tr√™s dimens√Ķes, n√£o √©?

Fazendo dessa forma, n√£o √© necess√°rio percorrer o espa√ßo na velocidade mais r√°pida que¬†a luz, pois o espa√ßo √© que se dobrou para se percorrer os dois pontos. Isso sem quebrar a¬†continuidade do espa√ßo-tempo. Apenas distorcer o espa√ßo e o tempo ao redor da nave. A nave¬†√© empurrada da mesma forma que um barquinho de papel em uma onda do mar. Na onda do mar, a √°gua √† frente do barco diminui e atr√°s do barco aumenta. √Č o que acontece com a nave¬†espacial. O espa√ßo atr√°s dela aumenta de tamanho e o espa√ßo √† frente diminui de tamanho.

A Dobra Dimensional √© um fen√īmeno muito comum no espa√ßo. Uma forma de dobra dimensional √© vista ao redor de buracos negros. Buracos negros s√£o grandes concentra√ß√Ķes de massa em um √ļnico ponto do espa√ßo. Um buraco negro de tamanho ‚Äúintermedi√°rio‚ÄĚ tem mil vezes a massa do Sol e o tamanho do planeta Terra.

Como a massa de um astro define sua gravidade, então esta se torna diferente do normal. A gravidade nestes locais é tão forte que o espaço e o tempo distorcem. E a luz ou qualquer onda eletromagnética que percorre a direção do buraco negro sofre uma alteração de seu caminho, como se no caminho da luz tivesse uma lente de vidro que force a luz percorrer um caminho mais árduo e diferente do que estava previsto. Este efeito chama-se Lente Gravitacional, muito fácil de se observada no espaço.

Muitas pessoas acreditam que a luz √© atra√≠da por buracos negros, por atra√ß√£o da gravidade.¬†Isso n√£o √© verdade. A luz √© um corpo sem massa, ent√£o ela n√£o sofre atra√ß√£o pela gravidade.¬†O que ocorre em buracos negros que impedem a luz de sa√≠rem dele, ou que faz com que a¬†luz externa, olhando de fora, apresenta um ‚Äúretardo‚ÄĚ para sair do buraco negro √© a Lente Gravitacional. O espa√ßo-tempo √© distorcido completamente. N√£o √© culpa da atra√ß√£o gravitacional. A luz, no ponto de vista dela, est√° sempre percorrendo o caminho reto mais curto poss√≠vel.

*****

A Dobra Dimensional que est√° sendo criada √© chamada de Propuls√£o de Alcubierre. Sendo¬†Alcubierre o f√≠sico mexicano que descobriu essa t√©cnica a partir da f√≥rmula da relatividade. Ele¬†pegou as f√≥rmulas de Einstein e as manipulou at√© ver, em n√ļmeros, uma maneira de¬†distorcer o espa√ßo mantendo o tempo parado sendo poss√≠vel utilizar uma quantidade de¬†energia para pular de um ponto a outro no universo.

Por√©m, a f√≥rmula √© dif√≠cil de aplicar. Para ser poss√≠vel, √© necess√°rio usar algo chamado¬†mat√©ria ex√≥tica. A mat√©ria ex√≥tica, como o pr√≥prio nome diz, √© um tipo de mat√©ria que n√£o¬†tem as mesmas propriedades f√≠sicas da mat√©ria convencional. Por exemplo, a propriedade f√≠sica mais comum √©: mat√©ria atrai mat√©ria. Grandes corpos celestiais atraem objetos para¬†si. Um grande corpo feito de Mat√©ria Ex√≥tica repele corpos. Na ponta do l√°pis, uma mat√©ria ex√≥tica desse tipo tem ‚Äúmassa negativa‚ÄĚ, j√° que est√° fazendo o inverso.

Outra propriedade de qualquer mat√©ria √© que mat√©ria pode ser transformada em energia.¬†Muita energia. Trata-se da velha f√≥rmula muito conhecida e pouco explicada E = mc¬≤ de Einstein.¬†Ela significa que a Energia contida em uma massa √© determinada multiplicando a massa¬†pelo quadrado da velocidade da luz. Isso tem uma propor√ß√£o catastr√≥fica. Por exemplo, uma grama transformada em pura energia cont√©m 25 milh√Ķes de kilowatt-hora. O que permite iluminar uma cidade. Ou, com essa energia, √© poss√≠vel fazer uma bomba de 21,5 kilotons, quase duas vezes mais forte que a bomba de Hiroshima.

Na teoria, a mat√©ria ex√≥tica, dona de massa negativa, quando √© transformada em energia faz¬†na verdade energia negativa. √Č esta energia a necess√°ria para fazer a Dobra Dimensional, de¬†acordo com as contas de Alcubierre. Fazer uma viagem curta (daqui para a Proxima Centauri)¬†vai requerer cerca de 700 kg (negativos, claro) de mat√©ria ex√≥tica. √Č muita mat√©ria ex√≥tica.

Se os cientistas n√£o descobrirem como fazer mat√©ria ex√≥tica de uma forma artificial ou n√£o¬†descobrirem como ‚Äúminerar‚ÄĚ em algum lugar, ficar√° dif√≠cil continuar os experimentos. Vamos¬†ver o que a ci√™ncia ter√° a dizer sobre isso. Aguardaremos ansiosos!