Ficção ou realidade? A física de Star Trek #2

Ficção ou realidade? Esse é o objetivo desta série de artigos: explicar, utilizando a física, os fenômenos mais intrigantes e curiosos de Star Trek.

Por | @oficinadanet Ciência

Ficção ou realidade? Esse é o objetivo desta série de artigos: explicar, utilizando a física, os fenômenos mais intrigantes e curiosos de Star Trek. Neste segundo e último artigo sobre a série Star Trek você encontrará a explicação dos phasers, teletransporte e dobra temporal.


Artilharia do espaço, os phasers


Na série Star Trek os Phasers são indispensáveis em qualquer missão ou combate. Existem os Phasers de mão, utilizados pelos tripulantes das naves em situações em que são necessários, mas também existem os Phasers da própria Enterprise, utilizados em combates no espaço. A principal diferença entre os dois tipos é o tamanho, pois o mecanismo de ambos é o mesmo. O phaser portátil, na verdade, é um aparelho de laser que foi adaptado para ficar parecido com uma arma, algo que não está muito distante de nossa tecnologia atual, já que cada vez mais as coisas tendem a ficar menores, em alguns anos é possível que esse tipo de arma seja possível.

Já o phaser maior, responsável pelas defesas da nave, é outra história. Esse phaser para causar danos consideráveis às naves inimigas precisa de uma energia tremenda e também ser concentrado em um único local, visando assim o acúmulo de energia em um ponto previamente estabelecido, causando mais danos ao alvo. Há pesquisas de lasers para serem usados como baterias antiaéreas, porém utilizá-los no espaço e em distâncias maiores exige um refino do aparelho responsável pelo laser.

Com nossa tecnologia atual gerar tal quantidade de energia concentrada é, sem dúvidas, um grande desafio para engenheiros e físicos. Porém, em um futuro, talvez não muito distante, as reações de fusão nucleares poderão ser controladas e criadas por tempo indeterminado, solucionando o problema mundial de energia, além de possibilitar a criação de aparatos como os Phasers. Enquanto isso, estamos limitados a utilizar lasers de menor força com capacidade militar extremamente reduzida – ufa, ainda bem.


“Leve-nos para cima, Scotty”: o Teletransporte


Estar a bordo da Enterprise e poder conhecer e utilizar o seu dispositivo de Teletransporte é o sonho de qualquer fã da série ou de qualquer aventureiro. Mas até onde o Teletransporte é ficção e até onde é realidade? Por mais incrível que possa parecer, cientistas têm conseguido com sucesso teletransportar partículas por distâncias cada vez maiores. Mas como isso funciona? A ideia de teletransportar, de forma simples, quer dizer desmaterializar o objeto desejado e materializá-lo em outro lugar, sem a necessidade de deslocamento no espaço, portanto há uma enorme economia de energia e tempo.

E é assim que os teletransportadores da Enterprise funcionam nas séries e nos filmes. Porém, no mundo real, o Teletransporte ainda enfrenta alguns problemas que vamos entender em breve. Primeiramente, para conseguir teletransportar apenas uma partícula é necessário vencer uma lei da natureza, o princípio da incerteza de Heisenberg. Esse princípio reina em todo mundo quântico e diz que é impossível saber com certeza a velocidade e posição de uma partícula. Então surge o problema: como teletransportar algo que você não pode afirmar sem dúvidas onde está?

A solução dos cientistas da Caltech (Instituto de Tecnologia da Califórnia) foi utilizar um fenômeno que só ocorre no nível microscópio conhecido como emaranhamento quântico. De acordo com tal fenômeno, todas as partículas estão conectadas por um tipo de espuma quântica, conectando assim todas as coisas. Cientes desse fenômeno, os cientistas puderam realizar o teletransporte quântico. Ao contrário dos teletransportadores da Enterprise, o teletransporte realizado em nossos laboratórios só consegue teletransportar a informação de uma partícula. Mas o que quer dizer a informação da partícula? Ora, todas as partículas possuem suas informações como os números quânticos e atributos já definidos pela própria natureza. O que os cientistas fazem é extrair as informações da partícula a ser transportada e colocar tais informações na malha quântica onde ocorre o emaranhamento e o próprio sistema quântico trata de criar essa partícula. O problema é que para que a nova partícula possa “magicamente” aparecer do outro lado do laboratório é necessário que a partícula antiga seja destruída, o que muitas pessoas afirmam que seria um problema para o teletransporte humano.

Por enquanto o maior desafio em teletransportar um humano é a quantidade de informações. Você conseguiria encher todos os computadores (incluindo os monstruosos supercomputadores) com informação da posição de cada átomo do corpo de uma pessoa e ainda sim não seria o bastante. Então, a que tudo indica, a única solução para isso seria a computação quântica que depois de bem desenvolvida poderia armazenar tal quantidade de dados. Parece que, por enquanto, apenas partículas podem ser teletransportadas, porém no futuro o teletransporte de humanos é algo que parece realmente plausível.


Vislumbrando o passado: a dobra temporal


Talvez a viagem no tempo seja o assunto que mais intriga e confunde as pessoas. Quem pensou em voltar no tempo para conhecer um ídolo já falecido? Desde que Einstein criou a Teoria da Relatividade, vários trabalhos sobre viagem no tempo foram feitos. Nenhum obteve sucesso na elucidação desse mistério, mas nenhum falhou totalmente. Ao que parece, a viagem no tempo resiste em ser descartada e, mesmo que seja, sempre haverá os crentes na sua veracidade e, quem sabe, um dia estes consigam resolver uma das mais intrigantes possibilidades que a física cria.

A viagem no tempo ocorre algumas vezes durante a série original de Star Trek e é o palco principal do novo filme da saga. A viagem através do tempo ocorre na série quando há problemas nos motores de dobra. Tais defeitos descontrolam a nave, criando de forma artificial uma anomalia temporal no tecido do espaço que resulta em uma dobra temporal. Já no mais novo filme do Star Trek, a viagem no tempo ocorre quando as naves são sugadas para dentro de um buraco negro.

As atuais teorias sobre viagem no tempo em geral têm relação com fenômenos como buracos de minhoca e buracos negros. Os buracos de minhoca são como buracos no espaço-tempo que criam espécies de atalhos no espaço. Podemos imaginar o Universo como uma maçã gigante, onde o espaço-tempo bidimensional (como normalmente é representado) é sua casca. Você está em um lado da maçã e precisa chegar ao outro lado. Provavelmente vai pensar em dar a volta seguindo a curva da fruta, porém isso só seria desperdício de tempo e energia. O caminho mais rápido e curto entre quaisquer dois pontos no espaço é uma reta e o buraco de minhoca é essa reta. Ainda na maçã você, visando economizar tempo e energia, poderia cavar um buraco até o outro lado da fruta, o que reduziria drasticamente o tempo da viagem.

Ao contrário do que ocorre na maçã, buracos no espaço-tempo são apenas teóricos. Você deve estar se perguntando agora “como buracos ou atalhos no espaço criam viagens no tempo?” Explicando de forma simples, os buracos de minhoca criam anomalias no hiperespaço, que fazem com que a velocidade com que o tempo passa varie dentro e fora do buraco de minhoca. Apesar de muito elegante, os buracos de minhoca vêm encontrado problemas. Novas teorias, como a teoria quântica, indicam que as flutuações de energia no tecido quântico jamais poderiam suportar um buraco de minhoca, pois iria desabar em si mesmo.

Já a possibilidade de viagem no tempo ao adentrar em um buraco negro se deve a outro fator. Os buracos negros são objetos astrofísicos pouco conhecidos, porém, pelo que se sabe hoje em dia, possuem uma particularidade interessante: dentro de um buraco negro o tempo para. Isso mesmo, conforme você se aproxima de um buraco negro a velocidade com que o tempo passa é reduzida, até que, ao entrar no buraco negro, o tempo para. Algumas teorias dizem que buracos negros são, na verdade, buracos de minhoca sugando tudo e que então devem expelir o que sugam pela outra extremidade, o chamado buraco branco. Isso é de fato plausível, se a velocidade com que o tempo passa diminui conforme você entra em um buraco negro, se você sair pelo seu outro lado o tempo deverá voltar, em vez de fluir de forma natural.

Apesar de instigantes e curiosas, as viagens no tempo devem permanecer no papel, pelo menos por enquanto. Nosso desenvolvimento tecnológico de forma geral não sustenta de forma alguma a possiblidade de criação de algo como um buraco de minhoca ou a viagem a um buraco negro para testar essas teorias. Até conseguirmos resolver os paradoxos resultantes da teoria da viagem no tempo e as nossas limitações tecnológicas, a viagem no tempo será apenas mais um sonho.

Mais sobre: star trek, física, laser
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