A viagem no tempo é possível?

Viagem no tempo para frente 

Albert Einstein perguntou uma vez o que aconteceria se você perseguisse um raio de luz. Usando modelos da física clássica, os cientistas acreditavam que a velocidade da luz seria relativa à sua velocidade e posição. Por exemplo, se você estiver em um carro (assumindo que não há atrito ou maneira de dizer que você está se movendo), parece que o mundo fora do seu veículo está se movendo em sua direção e para longe de você. Surpreendentemente, calcular a velocidade do carro ou a velocidade na qual os objetos fora do veículo se movem em sua direção produzirá a mesma resposta. Se você estiver dirigindo ao lado de outro carro se movendo exatamente na mesma velocidade que você, parece que o outro carro está parado. Portanto, a velocidade e a posição de um objeto dependem da sua velocidade e posição. De acordo com a física clássica, isso também deve se aplicar à luz. Se você pudesse perseguir um raio de luz e se mover na mesma velocidade que a luz, ele pareceria parado. Você mediria a velocidade da luz como sendo zero. No entanto, não é assim que funciona. Em vez disso, a velocidade da luz permanece constante, independentemente da sua posição ou velocidade. Além disso, a velocidade da luz permanece constante independentemente da velocidade com que o objeto que emite a luz está se movendo. Isso parece contraintuitivo. Por exemplo, se você estiver em um trem se movendo a 30 km/h e passar por cima do trem a 1 km/h, os dois valores se somam, o que significa que você está realmente se movendo a 31 km/h. A luz não se comporta dessa maneira. Em vez disso, a velocidade da luz permanece constante em 300.000 km/s. Se o trem estiver se movendo a 30 km/h enquanto emite um feixe de luz, esse feixe de luz simplesmente se move a 300.000 km/s independentemente da velocidade do trem. Quanto mais rápido você se move, mais devagar o tempo flui para você. Isso parece confuso e não é nada fácil de entender. No entanto, há uma maneira relativamente fácil de entender como isso funciona.

Supondo que você esteja sentado enquanto lê isso, seu corpo existe em um espaço tridimensional. Você atualmente vive em algum local com uma coordenada x, y e z correspondente. Na física, o tempo (t) compõe a quarta dimensão do nosso universo. Portanto, você está atualmente existindo em quatro dimensões. Agora imagine que você está no espaço profundo, completamente imóvel. Enquanto você permanece parado, você não está se movendo dentro de nenhuma das três dimensões espaciais. Agora imagine que você começa a se mover, mas somente na direção x. Conforme você faz isso, a totalidade do seu movimento é concentrada somente naquela direção. Agora digamos que você muda de direção e se move entre as direções x e y. Seu movimento agora está sendo dividido entre duas dimensões diferentes. Se você parar de se mover, você mais uma vez não está se movendo dentro de nenhuma dimensão espacial. No entanto, você ainda está se movendo em uma das quatro dimensões: você ainda está se movendo através do tempo. Assim como seu movimento pode ser desviado de uma dimensão espacial para outra, seu movimento através do tempo pode ser desviado ao se mover através das dimensões espaciais. Quanto mais rápido você se move, mais movimento você desvia da dimensão do tempo para as dimensões espaciais, desacelerando o fluxo do tempo para você. Quanto mais perto você chega da velocidade da luz, mais lento o tempo flui. Felizmente, mal notamos esse efeito em nossas vidas diárias. Os efeitos da dilatação do tempo só se tornam perceptíveis quando se move a velocidades próximas à velocidade da luz. Se você atingisse 100% da velocidade da luz, o tempo pararia completamente, pois a totalidade do seu movimento seria concentrada para longe da dimensão do tempo. Curiosamente, como requer energia para acelerar, é realmente impossível para objetos com massa atingirem a velocidade da luz. Isso porque, como Einstein mostrou com sua famosa equação de E=MC^2, energia e massa são praticamente a mesma coisa. À medida que você se aproxima da velocidade da luz, sua massa aumenta. Objetos com massa precisariam de uma quantidade infinita de energia para atingir a velocidade da luz, o que exigiria uma quantidade infinita de massa. Como matéria/energia não podem ser criadas nem destruídas, objetos com massa nunca podem atingir a velocidade da luz. O melhor que podemos fazer é acelerar partículas a 99,99% da velocidade da luz. 

Se você se aproximasse da velocidade da luz de alguma forma, o fluxo do tempo começaria a desacelerar para você. No entanto, o fluxo do tempo permaneceria o mesmo para qualquer um que não estivesse se movendo. Você viajaria para o futuro, enquanto todos os outros continuariam viajando pelo tempo em seu ritmo normal. Viajar para o futuro é possível, mas exigiria que você deixasse tudo para trás. 

Gravidade e Tempo 

Assim como sua velocidade afeta o fluxo do tempo para você, a força da gravidade também determina seu fluxo de tempo. Quanto mais massivo for um objeto, mais lento o tempo fluirá para esse objeto. Embora os efeitos da dilatação gravitacional do tempo sejam minúsculos para nós na Terra, eles são significativos o suficiente para que os satélites em órbita precisem ser recalibrados diariamente para levar em conta o fato de que o tempo se move um pouco mais rápido em órbita do que na Terra . Até mesmo os astronautas na Estação Espacial Internacional experimentam um fluxo de tempo que é um pouco mais rápido do que o que experimentamos na Terra. Como exatamente isso ocorre? Por que a gravidade teria esse efeito? Albert Einstein refinou nossa visão da gravidade mostrando que a força da gravidade é a deformação do espaço. Por exemplo, o sol deforma a área ao seu redor devido à sua alta massa. Os planetas permanecem em órbita porque viajam ao longo da curvatura do espaço. Embora não haja uma maneira simples de explicar isso sem a matemática complexa concebida por Einstein, há uma maneira de visualizá-lo sem que as coisas fiquem muito complicadas e matemáticas. Imagine que você está em uma nave espacial olhando diretamente para uma estrela por um momento. Se não houver nada entre você e a estrela, a luz da estrela viaja em linha reta e para dentro dos seus olhos. Agora imagine que há um planeta entre você e a estrela. Como a gravidade é a deformação do próprio espaço, o feixe de luz deve agora viajar ao redor da curvatura do espaço para alcançar seus olhos. A luz agora levará mais tempo do que levaria se não houvesse planeta e nenhum campo gravitacional. Embora este exemplo esteja longe de ser perfeito na descrição da dilatação do tempo gravitacional, ele pode pelo menos nos dar uma maneira de visualizá-la. 

Os efeitos da gravidade no tempo se tornam mais perceptíveis sob campos gravitacionais extremos, como aqueles que cercam buracos negros. Como os objetos mais massivos do universo, os buracos negros têm os efeitos mais perceptíveis no fluxo do tempo. Se você quiser viajar para o futuro, simplesmente passe algum tempo ao redor de um buraco negro. Se você se aproximasse de um buraco negro, qualquer pessoa fora do buraco negro observaria o tempo desacelerando para você. Por outro lado, você observaria tudo fora do buraco negro acelerando no tempo. 

Viagem no tempo para trás 

Viajar de volta no tempo é um conceito muito diferente de viajar para frente. Viajar para o futuro é possível, mas os cientistas não sabem se a viagem no tempo para trás é possível. Atualmente, a única maneira teórica de viajar para trás no tempo seria através de um buraco de minhoca. Um buraco de minhoca é uma ponte teórica entre dois pontos do espaço e do tempo. Infelizmente, não há evidências de que buracos de minhoca existam e, se existirem, serão tão pequenos que seria impossível usar um. Mesmo se você aumentasse um buraco de minhoca de alguma forma para viajar através dele, a quantidade de energia necessária para fazer tal tarefa faria com que o buraco de minhoca entrasse em colapso. Supondo que você fosse capaz de atravessar um buraco de minhoca e viajar para o passado, outros problemas surgem; o paradoxo do avô é o mais notável. Se você viajasse para o passado e matasse seu avô antes que seu pai fosse concebido, isso significaria que você também nunca nasceria e, portanto, nunca viajaria de volta no tempo porque você não existiria. Vários paradoxos surgem com a viagem no tempo para trás, mas não há evidências de que a viagem no tempo para trás seria possível.