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A viagem no tempo há muito que captura a imaginação humana, desde as suas aparições nas fantasias de ficção científica até às suas profundas implicações na física teórica moderna. Agora, um estudo recente do Dr. Lorenzo Gavassino, físico teórico e matemático da Universidade Vanderbilt, investiga a natureza enigmática de viagem no tempo envolvendo loops temporais para examinar suas profundas implicações para a mecânica quântica, entropia e experiência humana.
As descobertas do Dr. Gavassino, publicadas em Gravidade Clássica e Quânticaapresentam uma imagem surpreendentemente diferente da viagem no tempo. Eles revelam que viajar através de tais loops temporais evitaria muitos paradoxos clássicos da viagem no tempo, incluindo o infame “paradoxo do avô”.
“Muitas vezes presume-se que, num Universo com Curvas Temporais Fechadas (CTCs), as pessoas podem ‘viajar para o passado’”, escreve o Dr. Gavassino. “Superficialmente, esta parece ser uma implicação óbvia, uma vez que (em escalas suficientemente grandes) pode-se ver uma curva semelhante ao tempo como a linha do mundo de uma nave espacial hipotética viajando através do espaço-tempo. No entanto, para confirmar que esta é uma verdadeira viagem ao passado, devemos primeiro discutir o que acontece aos passageiros (isto é, aos sistemas macroscópicos de partículas) à medida que completam a viagem de ida e volta.”
“Por exemplo, considere a seguinte questão: ‘Alice pode encontrar seu eu mais jovem no final da jornada?’ Responder a esta e a perguntas semelhantes resume-se, em última análise, a determinar a evolução estatística de sistemas termodinâmicos de não-equilíbrio em CTCs.”
A teoria da relatividade geral de Einstein propõe que a viagem no tempo ao passado pode ser teoricamente possível sob condições específicas, como geometrias exóticas do espaço-tempo, como buracos de minhoca percorríveis, cordas cósmicas ou viagens mais rápidas que a luz.
No entanto, mesmo que tais fenómenos fossem alcançáveis, os estudiosos há muito que lutam contra as contradições lógicas que a viagem no tempo introduz. Em particular, os paradoxos associados ao conhecimento prévio do futuro tornam a viagem no tempo implausível.
O paradoxo da consistência é frequentemente considerado a pedra angular destes enigmas da viagem no tempo, que questiona o que acontece se um viajante no tempo altera o passado de forma a impedir a sua existência.
Comumente conhecido como “paradoxo do avô”, o paradoxo da consistência tem sido um elemento básico da ficção científica, frequentemente explorado em histórias sobre viagens no tempo. Por exemplo, no filme de 1985 De volta para o futuroo personagem principal, Marty McFly, acidentalmente cria um paradoxo que impede o encontro de seus pais, colocando em risco sua própria existência.
Em seu artigo recente, o Dr. Gavassino oferece uma solução provocativa para os maiores desafios lógicos da viagem no tempo. Segundo ele, em um universo com curvas fechadas semelhantes ao tempo (CTCs), as leis da mecânica quântica apagariam inerentemente muitos paradoxos das viagens no tempo.
O estudo do Dr. Gavassino revela que qualquer sistema que viaje através de um loop temporal experimenta uma reinicialização na entropia e na memória, garantindo que a causalidade permaneça intacta e evitando o surgimento de contradições como o paradoxo do avô.
No centro da pesquisa do Dr. Gavassino está o conceito de curvas fechadas semelhantes ao tempo (CTCs), caminhos teóricos dentro do espaço-tempo que retornam à sua origem.
Curvas fechadas semelhantes ao tempo só poderiam existir sob condições altamente exóticas previstas pela relatividade geral de Einstein. Estas condições incluem fenómenos como buracos de minhoca atravessáveis, onde um túnel estável entre pontos distantes no espaço-tempo é mantido usando energia negativa ou matéria exótica para evitar o colapso.
Da mesma forma, espaços-tempos rotativos, como os descritos pela métrica de Gödel, sugerem que o momento angular intenso numa escala cósmica poderia criar caminhos que retornam no tempo.
As cordas cósmicas, hipotéticos defeitos unidimensionais formados durante o início do universo, também poderiam teoricamente gerar CTCs se passassem umas pelas outras a velocidades próximas da da luz ou girassem rapidamente, distorcendo o espaço-tempo o suficiente para permitir loops temporais.
Outra possibilidade envolve buracos negros de Kerr, onde a rotação extrema perto dos seus horizontes de eventos poderia, teoricamente, permitir caminhos fechados no tempo, embora tais regiões sejam provavelmente instáveis devido a singularidades e efeitos quânticos.
Estes cenários exigem condições muito além do que é naturalmente observável ou tecnologicamente alcançável, incluindo densidade de energia negativa ou geometrias espaço-temporais exóticas. Da mesma maneiraessas construções teóricas enfrentam desafios significativos, como requisitos de energia, questões de estabilidade e a potencial invalidação da causalidade, tornando a criação natural ou artificial de CTCs um desafio extraordinário.
No entanto, o Dr. Gavassino usou um modelo matemático de uma nave espacial viajando em um CTC para examinar a dinâmica física e quântica de tal viagem. Sua análise revelou que os sistemas que viajam ao longo dessas curvas passam por uma reestruturação quântica espontânea, incluindo ajustes discretos nos níveis de energia e inversões de entropia. Isso garante que todos os estados e sistemas internos sejam redefinidos para sua configuração original ao final do loop.
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