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16/04/2019 | domtotal.com

O buraco negro, o passado, o presente e o futuro

O desafio da localização e registro deste buraco negro corresponde ao desafio de encontrar uma moeda na superfície da lua.

A imagem surgiu a partir de dois anos de análise computacional de observações de uma rede de radio telescópios chamada de Event Horizon Telescope.
A imagem surgiu a partir de dois anos de análise computacional de observações de uma rede de radio telescópios chamada de Event Horizon Telescope. (Divulgação/Twitter National Science Foundation)

Por Jose Antonio de Sousa Neto*

A imagem acima é de um anel de luz em torno de um círculo escuro no coração de uma galáxia gigante conhecida como Messier 87, localizada na constelação de Virgem, e a cerca de 55 milhões de anos-luz da Terra. Lá, um buraco negro vários bilhões de vezes mais massivo que o sol está desencadeando um violento jato de energia a cerca de 5 mil anos-luz. Uma lembrança mais uma vez do poder implacável da natureza e cuja escala foge ao nosso senso comum e à nossa capacidade de compreensão. Dennys  Overby do New York times descreveu de forma interessante este extraordinário resultado das leis da natureza:  "A imagem oferece uma afirmação final de uma ideia tão perturbadora que até mesmo Einstein, de cujas equações surgiram (nossa "descoberta" acerca dos buracos negros - grifo meu) buracos negros, relutou em aceitá-la. Se muita matéria for espremida em um só lugar, a força cumulativa da gravidade se torna esmagadora, e o lugar se torna uma armadilha eterna. Aqui, de acordo com a teoria de Einstein, a matéria, o espaço e o tempo chegam ao fim e desaparecem como um sonho." Em outras palavras, há aqui uma ruptura das leis da física e das equações que dão a elas uma linguagem explicativa.

Divulgada na última quarta feira, 10/04/2019, a imagem e os resultados foram anunciados simultaneamente em coletivas de imprensa em Washington, D.C., e cinco outros lugares ao redor do mundo, condizentes com uma colaboração internacional envolvendo 200 membros e vários telescópios que foram sincronizados em um trabalho científico monumental de coleta  e trabalho de dados. Para se ter uma ideia o desafio da localização e registro deste buraco negro que se encontra a uma distância, como relatamos acima, de 55 milhões de anos-luz da terra, corresponde ao desafio de encontrar, de onde estamos, uma moeda na superfície da lua. A imagem surgiu a partir de dois anos de análise computacional de observações de uma rede de radio telescópios chamada de Event Horizon Telescope. O termo Event Horizon (Horizonte de Eventos) se refere àquele limiar do espaço-tempo no entorno de um buraco negro que uma vez cruzado significa a entrada em uma zona de onde o retorno se torna impossível. Um caminho sem volta de onde nem a luz é capaz de escapar em função da curvatura "infinita" do próprio espaço tempo! Ao todo, oito observatórios de rádio em seis montanhas e quatro continentes observaram a galáxia em Virgem por 10 dias em abril de 2017. A descrição e análise desta empreitada está sumarizada em seis artigos publicados no Astrophysical Journal Letters. É ainda bom relembrar que o Prêmio Nobel de física de 2017 também teve relação com este tema e estava relacionado a ondas gravitacionais resultantes da colisão de buracos negros. É, mais uma vez Einstein estava correto!

Mas se mais uma confirmação da teoria da relatividade que levou á predição dos buracos negros já é por si só extraordinária, as consequências pela teoria da força da gravidade no contexto do espaço-tempo são ainda mais extraordinárias. Há algum tempo, aqui mesmo neste espaço, abordei este tema através de um texto intitulado Interestelar.

Como havia comentado então, "Um dos maiores méritos do filme Interestrelar está no fato de que a maior parte de seu enredo está fundamentado em conceitos da física e da engenharia absolutamente reais. Existem duas maneiras concretas de se viajar no tempo para o futuro. Uma delas é pela proximidade de uma grande massa gravitacional como a de um buraco negro. Interessante chamar a atenção aqui de que a gravidade como uma força parece ser a chave que conecta no tempo o passado, o presente e o futuro. No caso do buraco negro a sua grande massa, em uma escala além de nossa compreensão, causa a distorção do espaço em seu entorno. É metaforicamente como a situação de uma grande bola de chumbo sobre um colchão bem macio. Na natureza esta grande massa acaba por alterar também a escala do tempo em seu entorno, pois o tempo e o espaço estão inexoravelmente conectados". 

Viagens para o futuro ainda permanecem no campo da ficção, mas apenas por nossas limitações tecnológicas atuais. Ainda dentro da teoria da relatividade de Einstein já está matematicamente previsto que este "salto" para o futuro não só é absolutamente possível, mas absolutamente inevitável, seja ao nos aproximarmos  da área de influencia gravitacional de um buraco negro, seja ao nos aproximarmos da velocidade da luz (a segunda maneira). A viagem para o passado, ao contrário, é considerada uma impossibilidade da física. Mas será mesmo?

Para seguirmos com nossas elucubrações nos afastaremos aqui da ciência tradicional e saltaremos para uma consideração metafísica. Se existe uma Providência, para esta Providência o passado, o presente e o futuro são um "todo único". Para o Criador limites temporais não existiriam. Ou, colocado de uma outra forma, o passado, o presente e o futuro poderiam acontecer ou acontecem de forma simultânea e isto é um conceito fascinante.  Em nossa insignificância humana, que também é relativa posto que se sozinhos somos infinitamente pequenos, juntos a esta Providência somos e seremos sempre infinitamente grandes, o fato de não conseguirmos viajar ao passado não significaria então que esta possibilidade não exista.

Voltemos agora à ciência tradicional e aos paradoxos da física quântica e da relatividade no contexto das viagens temporais. Os desafios para a unificação da teoria quântica e da teoria da relatividade permanecem, mas muito já se caminhou. Sem entrar aqui mais profundamente neste ponto, sugiro ao leitor para uma descrição ainda muito atualizada da construção histórica desta caminhada,  o livro do professor de física teórica Michio Kaku "Hiperespaço: uma odisseia científica através de universos paralelos, empenamentos do tempo e a décima dimensão"

Matematicamente, em um conceito que se assemelha à geometria, esta unificação pode ser prevista. Prová-la é bem mais difícil porque a energia necessária para o experimento seria equivalente à energia de toda uma galáxia, o que certamente é muito além da energia de que dispomos em nossos aceleradores de partículas e do permitiria a nossa atual tecnologia. Mas talvez daqui a alguns milhares de anos...? De toda forma a infinidade de futuros possíveis, pela própria natureza quântica do universo, levam alguns físicos a teorizarem que na verdade todas as possibilidades acontecem de fato e simultaneamente criando uma série infinita de universos paralelos. Mas se isto é assim no presente, é assim também no futuro e foi (ou é assim) no passado. Isto ao mesmo tempo que "complica um pouco" as coisas coloca sob uma perspectiva mais ampla uma série de paradoxos que impossibilitariam a viagem ao passado. Isto porque um pulo ao passado poderia nos levar a qualquer um destes caminhos, ou possibilidades, ou universos...

Pra terminar voltemos então agora para o metafísico em paralelo a alguns dos elementos da ciência (se é que estas duas dimensões não são uma só e vamos acabar descobrindo ou entendendo isso no futuro). Suponhamos que a humanidade alcance um desenvolvimento tecnológico que permita viagens temporais com precisão nas duas direções. Suponhamos ainda que alterações no passado sejam possíveis a ponto de alterarem toda uma linha temporal com extraordinárias consequências. Por exemplo, o paradoxo de se eliminar um antepassado no passado o que eliminaria a existência de muitos descendentes no presente. Mas de qual presente já que existem infinitos oriundos também de infinitos passados? Se pensarmos sob uma perspectiva metafísica podemos talvez acreditar ou talvez até mesmo concluir que esta maravilha de funcionamento da natureza talvez não poderia ter realmente outra forma. Um universo que se molda e é moldado de forma incessante. O mais importante neste contexto não seria talvez e então a linha temporal. O essencial não seria o passado, o presente e o futuro, mas a sequência de decisões e opções de cada um dos seres viventes. As ações / decisões / opções seriam a chave e não o tempo e a linha temporal como compreendemos de maneira tão limitada em nosso cotidiano. Elas ficariam registradas no universo e não o tempo. Até porque Einstein já demonstrou lá atrás que o tempo é relativo (pelo menos, por enquanto, em relação ao futuro). As tendências e "naturezas" individuais dos seres viventes acabariam sempre levando a uma infinita combinação de probabilidades, mas infinitas probabilidades combinadas sempre tendem a uma distribuição final caracterizada pela normalidade e pela convergência. Evidentemente estamos elucubrando aqui em um contexto que extrapola a entropia do universo "conhecido". O que tudo isto pode ter a ver com o livre arbítrio, o nosso papel na criação e a convergência de tudo para um Criador único fica para a reflexão e intuição de cada um.

* Professor da EMGE (Escola de Engenharia de Minas Gerais)

EMGE

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