Usando matemática para investigar a possibilidade de viagem no tempo

Traduzido de Science Daily

Imagem em Destaque: Obtida na internet

Após muito lutar contra os números, um pesquisador da University of British Columbia(UBC) criou um modelo matemático para uma máquina do tempo.

Ben Tippett, um professor de Física e Matemática no campus Okanagan da UBC, publicou recentemente um estudo sobre a viabilidade da viagem no tempo. Tippett, especialista na teoria da relatividade geral de Einstein, estuda buracos negros – e ficção científica quando não está dando aula. Usando matemática e física, ele criou uma fórmula que descreve um método de viagem no tempo.

“As pessoas pensam em viagem no tempo como algo fictício” diz Tippett. “E nós tendemos a pensar que não é possível porque nós não o fazemos. Mas, matematicamente, é possível”.

Desde a publicação de “A Máquina do Tempo” em 1885, de H.G. Wells, as pessoas ficaram curiosas sobre viagem no tempo – e cientistas trabalharam para resolver ou falsear o problema, diz Tippett. Em 1915, Albert Einstein anunciou sua teoria da relatividade geral, declarando que campos gravitacionais são causados por distorções no tecido do espaço e tempo. Mais de 100 anos depois, o LIGO Scientific Collaboration – um time internacional de institutos de física que grupos de pesquisa – anunciou a detecção de ondas gravitacionais geradas pela colisão de buracos negros a bilhões de anos-luz de distância, confirmando a teoria de Einstein.

A divisão do espaço em três dimensões, com o tempo em uma dimensão própria separada, é incorreta, diz Tippett. As quatro dimensões devem ser imaginadas simultaneamente, onde diferentes direções são conectadas, como um espaço-tempo contínuo. Usando a teoria de Einstein, Tippett diz que a curvatura do espaço-tempo causa a órbita curva dos planetas.

Em um espaço-tempo “plano” – ou não curvo -, planetas e estrelas se moveriam em linhas retas. Na vizinhança de uma estrela massiva, a geometria do espaço-tempo torna-se curva e trajetórias retas de planetas próximos seguirão a curvatura.

“A direção ‘tempo” da superfície do espaço-tempo também apresenta curvatura. Há evidências mostrando que quanto mais perto chegamos de um buraco negro, o tempo move-se mais devagar”, diz Tippett. “Meu modelo de máquina do tempo usa o espaço-tempo curvo – para curvar o espaço em um círculo para os passageiros, não em linha reta. Esse círculo nos leva de volta no tempo”. 

Enquanto é possível descrever este tipo de viagem no tempo usando uma equação matemática, Tippett duvida que alguém algum dia irá construir uma máquina que funcione.

“H.G. Wells popularizou o termo ‘máquina do tempo’ e deixou as pessoas com a ideia de que um explorador precisaria de uma ‘máquina ou caixa especial’ para de fator viajar no tempo”, diz Tippett. “Enquanto é matematicamente viável, ainda não é possível construir uma máquina do espaço-tempo porque precisamos materiais – os quais chamamos de matéria exótica – para curvar o espaço-tempo nessas maneiras impossíveis, mas eles ainda precisam ser descobertos”.

Para sua pesquisa, Tippett criou um modelo matemático de uma TARDIS(nave utilizada pelo Doutor, protagonista da série “Doctor Who”). Ele a descreve como uma bolha da geometria do espaço-tempo que carrega seu conteúdo à frente e atrás no tempo e espaço enquanto viaja por um túnel circular largo. A bolha move-se através do espaço-tempo à velocidades maiores que a da luz, permitindo que se mova para o passado.

“Estudar o espaço-tempo é ao mesmo tempo fascinante e problemático. É também uma maneira divertida de usar matemática e física”, diz Tippett. “Experts da minha área de estudo têm explorado uma máquina do tempo matemática desde 1949. E minha pesquisa é um novo método de fazê-lo”.

A pesquisa de Tippett foi publicada recentemente no IOPscience Journal Classical and Quantum Gravity.

Referências:

  1. Benjamin K Tippett, David Tsang. Traversable acausal retrograde domains in spacetimeClassical and Quantum Gravity, 2017; 34 (9): 095006 DOI: 10.1088/1361-6382/aa6549

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