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Como construir uma máquina do tempo?SCIAM – BRASIL

Resultado de imagem para back to the futureViagens no tempo são um tema popular da ficção científica desde que H.G. Wells escreveu A Máquina do Tempo, em 1895. Mas esses deslocamentos são possíveis? Está dentro das possibilidades do homem a construção de uma máquina capaz de transportá-lo para o passado e o futuro?

Começamos a entender melhor o tempo depois que Einstein formulou suas teorias da relatividade. Antes do aparecimento dessas teorias, considerava-se o tempo como absoluto e universal. Era igual para todos, mesmo se as circunstâncias físicas fossem diferentes. Na teoria da relatividade especial, Einstein propôs que o intervalo entre duas etapas depende da maneira como o observador se desloca. Isso é crucial.

Quando dois observadores se movem de maneiras diferentes, experimentam durações diferentes.

Descreve-se este efeito freqüentemente com o chamado “paradoxo dos gêmeos”. Vamos dizer que João e Maria sejam irmãos gêmeos. Maria viaja numa nave em velocidades altíssimas até uma estrela e regressa à Terra. João continua em casa. Para Maria, a viagem durou um ano. Mas, quando ela retorna, descobre que se passaram dez anos na Terra. O seu irmão está nove anos mais velho que ela. João e Maria não têm mais a mesma idade, apesar de nascidos no mesmo dia. Este exemplo, de certa maneira, mostra uma viagem no tempo, mesmo limitada. Maria deu um salto de nove anos no futuro da Terra.

JET LAG

Este efeito, conhecido como dilatação do tempo, ocorre sempre que dois observadores se movimentam um em relação ao outro. No dia-a-dia não observamos grandes variações, porque o efeito só é perceptível quando o movimento ocorre em velocidades próximas à da luz. Nas velocidades dos aviões comerciais, a dilatação do tempo, numa viagem normal, corresponde a alguns poucos nanossegundos, o que não é suficiente para inspirar romances de ficção científica. De qualquer maneira, os relógios atômicos têm precisão suficiente para registrar a mudança e confirmam que o movimento realmente afeta o tempo. Assim, a viagem ao futuro é um fato comprovado, embora ainda não em grandes proporções.

SOLUÇÃO DE GÖDEL

Até agora venho discutindo a viagem no tempo para a frente, para o futuro. E para trás, para o passado? Isso é muito mais problemático. Em 1948, Kurt Gödel, do Instituto de Estudos Avançados de Princeton, apresentou uma solução para as equações dos campos gravitacionais de Einstein que descrevia um universo em rotação. Num universo desse tipo, um astronauta poderia chegar ao seu passado atravessando o espaço. Isso ocorreria devido à maneira como a gravidade afeta a luz. A rotação do universo puxaria a luz (e assim as relações causais entre os objetos) consigo, em seu movimento. Um objeto material viajaria no espaço num círculo fechado, que seria também um círculo fechado no tempo. A solução de Gödel foi considerada apenas uma curiosidade matemática, pois, em nenhum momento, as observações levaram à conclusão de que o universo gira em torno de si. Mas seu resultado serviu para mostrar que voltar atrás no tempo não é algo proibido pela teoria da relatividade.

VIAGEM PELO BURACO DE MINHOCA

Uma Máquina do Tempo de Buraco de Minhoca em Três Etapas, Nenhuma das Quais Muito Fácil

1 – Encontre ou monte um buraco de minhoca, um túnel que liga dois pontos no espaço. Pode ser que buracos de minhoca de grande porte existam no espaço profundo, herança do Big-Bang. Se não encontrar nenhum, vamos ter que nos contentar com buracos de minhoca subatômicos, ou naturais (de acordo com algumas teorias, eles aparecem e desaparecem rapidamente em nosso redor) ou artificiais (produzidos por aceleradores de partículas). Esses buracos de minhoca pequeninos teriam de ser aumentados até atingir proporções úteis, talvez pelo uso de campos de energia como o que fez o espaço inflar logo depois do Big-Bang.

2 – Estabilize o buraco de minhoca. Uma infusão de energia negativa, produzida por meios quânticos como o chamado efeito Casimir, permitiria a passagem segura de um sinal ou um objeto através do buraco de minhoca. A energia negativa controla a tendência do buraco de minhoca de chegar a um ponto de densidade infinita ou quase infinita. Em resumo, impede que o buraco de minhoca se transforme em buraco negro.

3 – Transporte o buraco de minhoca. Uma espaçonave, com tecnologia muito avançada, separaria as aberturas do buraco de minhoca. Uma abertura seria colocada junto à superfície de uma estrela de nêutrons, uma estrela de altíssima densidade, com campo gravitacional muito forte. A gravidade intensa faz com que o tempo corra mais devagar. Como o tempo corre mais depressa na outra abertura, os dois extremos do buraco de minhoca ficam separados não só no espaço, mas também no tempo.

TRANSFORMANDO O PASSADO

O paradoxo da mãe, formulado às vezes usando outras relações familiares, surge quando uma pessoa ou objeto pode voltar atrás no tempo e alterar o passado. Uma versão mais simples é apresentada com bolas de bilhar. Uma bola de bilhar passa através de uma máquina do tempo de buraco de minhoca. Ao sair da abertura, atinge ela mesma, como era no passado, impedindo, assim, sua entrada no buraco de minhoca.

A Mãe de Todos os Paradoxos

A solução do paradoxo vem de um fato simples: a bola de bilhar não pode fazer nada que não esteja de acordo com a lógica ou com as leis da física. Não pode passar pelo buraco de minhoca de uma maneira capaz de impedir a própria passagem pelo buraco de minhoca. Nada impede, porém, que passe pelo buraco de minhoca numa infinidade de outras maneiras.

O buraco de minhoca foi usado como recurso de ficção por Carl Sagan em seu romance Contato, publicado em 1985. Incentivados por Sagan, Kip Thorne e seus colegas do Instituto de Tecnologia da Califórnia se dedicaram ao trabalho de verificar se os buracos de minhoca seriam possíveis pelas leis da física. Partiram da idéia de que o buraco de minhoca lembraria o buraco negro, por ser um objeto com imensa gravidade. Mas, ao contrário do buraco negro, que oferece apenas uma viagem só de ida para o nada, o buraco de minhoca teria saída, além de entrada.

Artigo de Paul Davies, para a Scientific American Brasil. Para o artigo completo, clique aqui

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Corrida por novas fontes de Energia! Literalmente!

Triboeletricidade

Qualquer criança sabe que é possível gerar eletricidade estática esfregando dois materiais. Contudo, e por incrível que possa parecer, até hoje os cientistas não sabem explicar as raízes da eletricidade estática, o chamado efeito triboelétrico.

A possibilidade de recarregar seu celular ou notebook com a energia gerada pelo seu próprio andar está, literalmente, um passo mais próxima. Pesquisadores chineses e norte-americanos descobriram uma forma inédita de converter eletricidade estática em energia suficiente não apenas para recarregar baterias de aparelhos portáteis, para usos bem mais potentes.

Gerador triboelétrico captura eletricidade estática

Agora, Zhong Lin Wang e seus colegas fizeram justamente isto, construindo um gerador de eletricidade capaz de capturar a eletricidade estática com um rendimento excepcionalmente alto. Os pesquisadores revestiram uma superfície de polímero – um plástico – com uma fina camada de ouro, com poucos átomos de espessura, e adicionaram mais ouro, mas na forma de nanopartículas, por cima do filme.

Acima desta superfície, foram inseridas pequenas molas, medindo cerca de um milímetro cada uma. Finalmente, foi colocada uma segunda placa de polímero semelhante à primeira, mas sem as nanopartículas.

De cada uma das placas plásticas recobertas com o filme metálico saem os eletrodos para capturar a eletricidade. “Quando as duas superfícies são pressionadas, produz-se um atrito que provoca o efeito triboelétrico,” explica Wang. “Um lado ganha elétrons, o outro lado perde elétrons.”

Quando as superfícies são então separadas pela ação das molas, as cargas permanecem separadas e podem ser conduzidas pelos eletrodos para realizar um trabalho útil, por exemplo, para recarregar uma bateria.

E o futuro hein?

Estou doido pra que eles comecem a fabricar aqueles carros dos Jetsons!

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