Bárbara Castro
RedatoraO ano é 1874. Um jovem chamado Max Planck decide estudar física em Munique - com o altamente respeitado físico e matemático Philipp von Jolly. Mas o professor o desaconselha. Não porque duvidasse da sanidade de Planck, mas porque estava convencido de que a física já havia sido quase completamente pesquisada. Para os jovens cientistas, disse ele, não havia nada de inovador a descobrir neste campo.
Dificilmente ele poderia ter errado de forma mais bela. Apenas algumas décadas mais tarde, Max Planck e um certo Albert Einstein, com suas teorias (física quântica e relatividade), abalariam os fundamentos da física e iniciariam uma mudança de paradigma.
Aliás, von Jolly não estava sozinho nessa avaliação equivocada. Na segunda metade do século XIX, muitos físicos acreditavam que a grande aventura já havia chegado ao fim. Até mesmo Lord Kelvin, que dá nome à escala de temperatura, compartilhava dessa opinião.
No entanto, a física clássica, vigente até então, logo atingiu seus limites. Por exemplo, o fenômeno que é objeto deste artigo não poderia ser explicado de forma alguma sem a teoria da relatividade de Einstein. Pois, por mais insano que pareça, segundo o conhecimento atual, seria teoricamente mais realista — do ponto de vista tecnológico — alcançar a borda do universo observável dentro do tempo de vida de um ser humano (supondo que ela não se afastasse constantemente de nós devido à expansão cósmica) do que chegar ao sistema estelar mais próximo, Alfa Centauri — situado a apenas 4,24 anos-luz de distância —, utilizando um hipotético motor de dobra.
O universo observável é maior do que a sua idade sugere
O universo tem cerca de 13,7 bilhões de anos, mas por que o raio do universo observável é de 46 bilhões de anos-luz? O motivo: enquanto a luz viajava em nossa direção, o próprio espaço se expandia. É como um elástico sendo esticado enquanto um sinal percorre sua extensão — algo que não deve ser confundido com o efeito Doppler.
A luz que recebemos hoje de galáxias distantes foi emitida logo após o Big Bang, quando essas galáxias estavam muito mais próximas. No entanto, enquanto a luz estava a caminho, o espaço continuou a se expandir. Por isso, a distância real hoje é de cerca de 46 bilhões de anos-luz.
Viajando pela galáxia a 1g
Agora a coisa fica interessante: imagine que tivéssemos uma espaçonave com propulsão por fusão nuclear. Parece ficção científica, mas não é algo tão distante da realidade. Projetos como o ITER (França), o Wendelstein 7-X (Alemanha) e o NIF (EUA) trabalham, principalmente, nessa mesma direção. Com um sistema de propulsão desse tipo, seria possível acelerar constantemente a 1g — ou seja, à radiação da gravidade terrestre.
Uma vantagem prática: a tripulação desfrutaria automaticamente de gravidade artificial, sem a necessidade de anéis rotativos ou truques complexos de engenharia.
Existem algumas limitações que abordaremos mais adiante, mas, em sua essência, trata-se de uma hipótese surpreendentemente realista — sem depender de substâncias milagrosas e exóticas, como matéria com densidade de energia negativa, que seria possível para um motor de dobra espacial baseado no conceito de Alcubierre, por exemplo.
Após menos de um ano sob essa aceleração, a nave já atingiria velocidades relativísticas; isto é, uma fração significativa da velocidade da luz — começando em cerca de 10%, ou 30.000 km/s.
No entanto, o fator decisivo não é apenas a velocidade em si, mas os efeitos associados a ela: sobretudo a dilatação temporal e a contração do comprimento, além do aumento da massa (ou, mais precisamente, o aumento da massa relativística ou da energia relativística). Esse último ponto traz uma ressalva importante.
Quando o tempo quase para
De acordo com a Teoria da Relatividade Restrita de Einstein (1905), o espaço e o tempo estão inseparavelmente entrelaçados em um espaço-tempo quadridimensional. Aqueles que se deslocam a uma velocidade próxima à da luz alteram a maneira como o tempo e o espaço são vivenciados.
Para a tripulação, o tempo passa de forma bastante normal. Para um observador externo, no entanto, parece que o tempo corre mais devagar dentro da nave espacial. Em casos extremos, o tempo chega a parecer quase parado.
Ao mesmo tempo, as dimensões da nave espacial diminuem para quem está de fora. Ela parece comprimida, como uma sanfona fechada.
E, finalmente, o aumento relativístico da massa faz com que a nave fique cada vez mais pesada à medida que sua velocidade aumenta, como se tivesse de carregar uma bagagem invisível a mais a cada etapa do percurso.
O aspecto fascinante disso é que, dentro da nave, os seres humanos poderiam, de fato, viajar até a borda do universo conhecido em algumas décadas (respeitada a limitação já mencionada), enquanto, do lado de fora, bilhões de anos se passariam.
No entanto, eles simplesmente passariam direto por ela. Para conseguir sair, seria necessário frear com uma aceleração de 1g pelo mesmo tempo que se acelerou. Teoricamente, isso seria viável dentro do período de duas vidas humanas.
Mas o mais surpreendente é o seguinte: uma nave espacial, não importa o quanto ou por quanto tempo acelere, jamais consegue atingir a velocidade da luz. No jargão técnico, diz-se que ela se aproxima dessa velocidade de forma assintótica.
Contudo, quanto mais se chega perto desse limite, mais intensos se tornam os efeitos relativísticos. A dilatação temporal se acentua até que, vista de fora, a contagem do tempo na nave praticamente para; a contração do comprimento torna-se extrema e o aumento da massa tende ao infinito.
Matéria traduzida de GameStar*
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