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Pergunte a Ethan: Quais filmes acertam a ciência da viagem no tempo?

O Trem de Júlio Verne de De Volta Para o Futuro Parte III. Talvez não seja isso que Einstein tinha em mente quando formulou seus experimentos de pensamento relativístico, mas a ciência pode ser avaliada aqui. (R. ZEMECKIS / DE VOLTA PARA O FUTURO III)

É um dos tropos mais comuns na ficção científica. Mas quais filmes realmente acertam a ciência?

A maneira como viajamos no tempo, a uma velocidade de um segundo por segundo, é tão chata que a consideramos absolutamente garantida. No entanto, de acordo com a teoria da relatividade de Einstein, não só podemos viajar para a frente no tempo a taxas diferentes acelerando perto da velocidade da luz, como também podemos viajar para a frente ou para trás construindo uma ponte através de dois locais desconectados no espaço-tempo. A viagem no tempo, para frente ou para trás, tem sido um marco em nossa imaginação e em nossas histórias; quem não gostaria de explorar o futuro invisível ou voltar no tempo para corrigir um erro do passado? Mas fazer com que essas histórias sejam cientificamente precisas é outra tarefa. Quais filmes são melhores nisso? Isso é o que Ernest Hernandez quer saber, enquanto pergunta:

Admito que sou fã de filmes de viagem no tempo (no entanto, eles explicam). Qual filme é o melhor argumento para usar esse dispositivo de enredo com precisão?

Vamos dar uma olhada no que faz um bom filme de viagem no tempo e ver como seus favoritos se comparam.

Uma viagem relativista em direção à constelação de Órion. À medida que você se aproxima da velocidade da luz, não apenas o espaço parece distorcido, mas sua distância até as estrelas parece contraída e menos tempo passa para você enquanto viaja. StarStrider, um programa de planetário 3D relativístico da FMJ-Software, foi usado para produzir as ilustrações de Orion. (ALEXIS BRANDEKER)

Se seu objetivo é precisão científica, temos que entender como é viajar no tempo. Uma das coisas mais revolucionárias que a relatividade de Einstein nos trouxe foi a noção de que espaço e tempo não são entidades separadas e absolutas, mas que estão inextricavelmente ligados. O Universo é feito de um tecido quadridimensional conhecido como espaço-tempo, e todos os objetos, partículas e radiação existem dentro dele. Isso leva a um fenômeno estranho e não necessariamente intuitivo: seu movimento no tempo é afetado pelo seu movimento no espaço e vice-versa.

Um relógio de luz parecerá funcionar de maneira diferente para observadores que se movem em velocidades relativas diferentes, mas isso se deve à constância da velocidade da luz. A lei da relatividade especial de Einstein governa como essas transformações de tempo e distância ocorrem. (JOHN D. NORTON, VIA PITT.EDU/~JDNORTON/TEACHING/HPS_0410/CHAPTERS/SPECIAL_RELATIVITY_CLOCKS_RODS )

Qualquer objeto existente neste espaço-tempo notará imediatamente três coisas:

1. outros objetos em movimento em relação a eles terão suas distâncias encurtadas e seus relógios dilatados,
2. em relação a eles, a luz sempre se move na mesma velocidade: c , a velocidade da luz no vácuo e
3. seu movimento através do espaço-tempo é determinado pela curvatura do espaço-tempo, que depende da matéria e energia ao seu redor no Universo.

Se você está em um determinado quadro de referência fixo (como parado na superfície da Terra), então qualquer pessoa que se mova em relação a você se moverá uma quantidade maior pelo espaço, o que significa que se moverá uma quantidade menor ao longo do tempo.

Aproximar-se da velocidade da luz fará com que o tempo passe de forma sensivelmente diferente para o viajante versus a pessoa que permanece em um quadro de referência constante. (PARADO GÊMEO, VIA TWIN-PARADOX.COM )

É por isso que o famoso paradoxo dos gêmeos funciona do jeito que funciona: alguém deixando a Terra e viajando perto da velocidade da luz envelhecerá menos do que seu gêmeo idêntico que permanece na Terra. Aquele que se move pelo espaço a uma velocidade maior experimentará um movimento mais lento ao longo do tempo. Se começarmos a considerar a Relatividade Geral, onde incluímos os efeitos da gravidade, estar no fundo de um forte campo gravitacional terá um efeito semelhante em você: o tempo passará no que parece ser uma taxa normal para você, mas longe de sua localização , todos os outros envelhecerão muito mais rápido. Isso atinge seu extremo perto da singularidade de um buraco negro, depois de você ter caído além do horizonte de eventos.

Gráfico matemático exato de um buraco de minhoca Lorentziano. Se uma extremidade de um buraco de minhoca é construída com massa/energia positiva, enquanto a outra é construída com massa/energia negativa, o buraco de minhoca pode se tornar atravessável. (USUÁRIO WIKIMEDIA COMMONS KES47)

Mas na Relatividade Geral, surge outra possibilidade fascinante: a de um buraco de minhoca. Os buracos de minhoca são mais comumente vistos como atalhos no espaço, mas não há razão para que esses atalhos precisem ser apenas pelo espaço; espaço-tempo é tão bom! Você pode usar um, se puder criar, estabilizar e viajar (ou enviar informações) através de um, para voltar ou avançar no tempo por uma quantidade arbitrária. Você pode até criar loops, ou curvas fechadas do tipo tempo, como soluções matemáticas robustas sob as condições certas.

Por exemplo, há uma maneira, no contexto da Relatividade Geral, viajar no tempo para um local específico ; requer apenas um pouco de configuração.

Viagem de dobra, conforme previsto para a NASA. Se você criasse um buraco de minhoca entre dois pontos no espaço, com uma boca se movendo relativisticamente em relação à outra, os observadores em cada extremidade transitável teriam envelhecido em quantidades muito diferentes. (NASA / ARTE DIGITAL DE LES BOSSINAS (CORTEZ III SERVICE CORP.), 1998)

Se você criar um buraco negro maciço de matéria, ao lado de outro buraco negro de massa negativa (que teoricamente devemos supor que existe), você pode criar um buraco de minhoca entre os dois. Separe-os o quanto quiser e acelere uma extremidade do buraco de minhoca perto da velocidade da luz. Contanto que você esteja viajando com essa extremidade acelerada, você pode passar por ela sempre que quiser e chegar à outra extremidade do buraco de minhoca ileso. A melhor parte? Como você está viajando perto da velocidade da luz, o tempo passou de maneira diferente para você. Quando você voltar pelo buraco de minhoca, será como se praticamente nenhum tempo tivesse passado em casa. Você pode viajar por centenas de anos e depois retornar ao seu ponto de partida apenas alguns segundos depois de sair. Nesse sentido, viajar no tempo poderia realmente acontecer fisicamente.

É possível viajar no tempo? Com um buraco de minhoca grande o suficiente, como um criado por um buraco negro supermassivo conectado à sua contraparte negativa de massa/energia, pode ser. (USUÁRIO DO WIKIMEDIA COMMONS KJORDAND)

Há muito que é possível, e há muitos filmes que aproveitaram a combinação de uma máquina do tempo e uma narrativa imaginativa. Claro, também existem muitos filmes que economizam na ciência a esse respeito.

Ninguém se lembra de Timecop, Hot Tub Time Machine ou Bill & Ted's Excellent Adventure por seus retratos incrivelmente precisos de viagem no tempo ou de uma máquina do tempo. A idiocracia envolve viagem no tempo apenas no sentido de que o tempo passa, mesmo enquanto objetos inanimados (ou pessoas) permanecem inanimados. (Embora, pelo menos, o Time Masheen seja preciso.) Superman volta no tempo para salvar a vida de Lois Lane no filme original do Superman, mas isso se deve aos superpoderes, não à ciência. Idem para o recente filme do Doutor Estranho, ou o clássico cult Bruxo , ou Harry Potter e o Prisioneiro de Azkaban; usar magia como mecanismo de viagem no tempo não vai lhe dar muitos pontos de ciência. Em muitos filmes, a viagem no tempo é mais um dispositivo de enredo do que qualquer coisa que se assemelhe à precisão científica. Mesmo Army of Darkness, por mais divertido que seja, não tem um mecanismo viável para a viagem no tempo que invoca.

Ler um encantamento do Necronomicon e ser lançado de volta no tempo é um filme fascinante, mas não passa exatamente no teste científico do cheiro. (FOTOS UNIVERSAIS)

Mas alguns filmes, mesmo que não falem ou descrevam o mecanismo da viagem no tempo em detalhes, são admiravelmente bem-sucedidos em descrever como a viagem no tempo realmente funcionaria. Viajar para frente é fácil: você chega perto da velocidade da luz, volta ao ponto de partida e agora está longe no futuro. Foi assim que o Planeta dos Macacos enviou um humano para um futuro distante em uma Terra distópica, e por que Star Wars é tão insatisfatório quando eles acionam o hiperpropulsor. Ir rápido tem consequências reais para a passagem do tempo, trazendo você para o futuro, não importa o que mais você faça.

O hyperdrive de Star Wars parece representar um movimento ultra-relativístico através do espaço, extremamente próximo da velocidade da luz. Mas ninguém envelhece de forma diferente do normal, uma aparente violação da relatividade. (JEDIMENTAT44 / FLICKR)

Voltar no tempo, principalmente para um local fixo no passado, é um marco dos filmes de viagem no tempo. Existem duas teorias sobre como isso funciona:

1. A linha do tempo é fixa; tudo o que acontece já está escrito e, quando você viaja no tempo, não pode mudar o curso dos eventos. Sua viagem no tempo já está escrita na linha do tempo.
2. A linha do tempo é maleável; as mudanças que você fizer voltando no tempo levarão a um futuro diferente, talvez até negando sua própria existência.

Dois grandes exemplos da primeira teoria são Twelve Monkeys e Looper, onde o futuro já está escrito. Viajar no tempo permite viver e interagir com o passado, mas não muda o curso da história. Os eventos que se desenrolaram para fazer com que você volte no tempo já ocorreram. Você está simplesmente vivendo sua vida, sabendo muito bem qual é o destino do mundo.

A ideia de viajar no tempo há muito fascina os humanos, como no Delorean DMC-12 de Back To The Future. Após décadas de pesquisa, podemos ter encontrado uma solução fisicamente possível, mas um Delorean pode não ser necessário. (ED G2S DE WIKIMEDIA COMMONS)

Por outro lado, existe a possibilidade de que seu futuro não esteja escrito, mesmo que você mesmo tenha vindo do futuro. A franquia De Volta para o Futuro e os filmes Exterminador do Futuro 2 são muito sensíveis a isso. Mesmo que eles sejam claros sobre os detalhes de como a viagem no tempo funciona fisicamente, exceto por alguns componentes-chave, as ações que os viajantes do tempo realizam podem alterar seu futuro. Kyle Reese/Sarah Connor pode evitar ou atrasar o dia do julgamento, lutando contra um exterminador enviado de volta para assassinar (ou impedir a existência) do garoto que lutará contra a ascensão das máquinas. Marty McFly viaja no tempo para salvar a vida de seu amigo, mas precisa garantir que ele não impeça sua própria existência no processo. Estes são dois dos melhores exemplos de um filme de viagem no tempo onde o futuro é alterável. Star Trek 2009, Star Trek: First Contact e Star Trek IV: The Voyage Home também brincam com isso, com grande efeito.

O buraco negro mais visualizado de todos, conforme ilustrado no filme Interestelar, mostra um horizonte de eventos previsto com bastante precisão para uma classe muito específica de buracos negros em rotação. Nas profundezas do poço gravitacional, o tempo passa a uma taxa diferente para os observadores do que para nós fora dele. (INTERSTELLAR / R. HURT / CALTECH)

Há dois filmes que se destacam pela precisão científica na viagem no tempo e com grande nível de detalhamento: Interestelar e Contato. Ambos os filmes, ironicamente, consultaram o mesmo cientista, Kip Thorne, e ambos se aproveitam da ideia de buraco negro/buraco de minhoca. Nas profundezas do campo gravitacional de um buraco negro em Interestelar, o tempo passa em um ritmo diferente, levando a uma reviravolta relativística no final do filme. Em Contato, um aparente instante na Terra coincidiu com uma excursão de quase um dia pela galáxia e, potencialmente, pelo Universo. A física dos buracos de minhoca, buracos negros e Relatividade Geral está em plena exibição nesses filmes, e de maneira espetacular.

Bill Murray coloca uma jarra de café com Andie MacDowell em uma cena do filme 'Dia da Marmota', 1993. (Columbia Pictures/Getty Images)

Por fim, talvez haja o filme mais realista e interessante para fazer uso da viagem no tempo no sentido do loop temporal: Dia da Marmota. Qualquer solução em Relatividade Geral que admita curvas semelhantes ao tempo fechado é geralmente rejeitada por causa de preocupações filosóficas como o paradoxo do avô , mas essas soluções matemáticas são internamente autoconsistentes e podem descrever a realidade, principalmente se aceitarmos que o início do loop é redefinido a cada iteração. O Dia da Marmota faz um uso fenomenal disso, e o ciclo do tempo só é quebrado quando mudanças suficientes são feitas neste conto humorístico e ético de bondade e autodescoberta. Embora também seja pouco científico, sua representação de um loop de tempo é inigualável. (Embora eu não tenha visto Limite do amanhã .)

E esses são os filmes (que eu já vi) que tratam de viagens no tempo que acertam a ciência!

Envie suas perguntas Ask Ethan para beginwithabang no gmail ponto com !

Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .

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