O ponto impossível

Por Fernando Castilho

Esses dias me peguei pensando naquelas representações do Big Bang que aparecem em livros, documentários e animações científicas. Aquela imagem familiar: um ponto brilhante suspenso no escuro e, de repente, uma explosão colossal que espalha matéria, energia e galáxias para todos os lados, como se o universo tivesse começado com um espetáculo de fogos de artifício cósmicos.

A imagem é poderosa. Quase mítica. Mas também profundamente enganosa.

Convém lembrar, antes de tudo, o que dizem os físicos. A teoria do Big Bang é hoje o modelo científico mais aceito para explicar a origem e a evolução do universo. Segundo ela, tudo começou há cerca de 13,8 bilhões de anos (observações recentes do Telescópio Espacial James Webb sugerem que o universo pode ser bilhões de anos mais antigo), quando o universo se encontrava num estado extremamente quente, denso e compacto. Desde então, ele vem se expandindo.

Importante notar um detalhe que frequentemente passa despercebido: o Big Bang não foi uma explosão no espaço. Não houve um estrondo cósmico rompendo o silêncio primordial, pois o som não se propaga no espaço, pois o espaço não existia ainda; não houve nenhum clarão iluminando um céu vazio, pois os fótons também não existiam. Na verdade, foi o próprio espaço que começou a se expandir. Aquilo que os cosmólogos chamam de inflação cósmica: uma expansão vertiginosa do tecido do universo, silenciosa, sem centro e sem bordas.

Se quisermos usar uma metáfora doméstica, não foi como uma bomba explodindo numa sala. Foi mais como a própria sala crescendo em todas as direções ao mesmo tempo: paredes, chão e teto afastando-se uns dos outros.

A ideia nasceu no início do século XX, quando a física teórica e a observação astronômica começaram a dialogar de maneira inesperada. Em 1915, Albert Einstein apresentou a teoria da Relatividade Geral, descrevendo a gravidade como uma curvatura do espaço-tempo. Ao aplicar suas equações ao universo inteiro, surgiu um resultado desconcertante: o cosmos não poderia permanecer estático. Ele teria necessariamente de expandir-se ou contrair-se.

Einstein não gostou nada disso. Convencido de que o universo era eterno e imutável, como uma catedral cósmica eternamente de pé, introduziu uma correção matemática, a chamada constante cosmológica, para manter tudo parado.

Mas poucos anos depois, em 1927, um padre (vejam só!) e físico belga chamado Georges Lemaître resolveu levar as equações a sério. Propôs que o universo realmente estava se expandindo e que, se recuássemos no tempo, toda a matéria teria estado comprimida num estado absurdamente compacto. Lemaître chamou esse início de “átomo primordial”, uma expressão que parece saída de um romance de ficção científica.

A confirmação veio em 1929, quando o astrônomo Edwin Hubble observou algo surpreendente: praticamente todas as galáxias estão se afastando de nós. E quanto mais distantes estão, mais rapidamente se afastam.

Era como olhar para um pão cheio de passas crescendo no forno: à medida que a massa se expande, cada passa se afasta das outras. Não porque estejam correndo pelo pão, mas porque o próprio pão está aumentando.

Outras evidências surgiram com o tempo. A luz das galáxias apresenta o chamado desvio para o vermelho, sinal de que, de acordo com o efeito Doppler, o espaço está se esticando. Em 1965, dois engenheiros de rádio detectaram um ruído estranho em sua antena: um chiado persistente que vinha de todas as direções do céu. Depois de verificarem cabos, aparelhos e até mesmo retirarem excrementos de pombos da antena, perceberam que o ruído não era defeito: eram microondas, o eco térmico do universo jovem.

Era a radiação cósmica de fundo, uma espécie de fotografia do cosmos quando ele ainda era um bebê de 380 mil anos.

Aos poucos, o Big Bang deixou de ser uma hipótese ousada e tornou-se o alicerce da cosmologia moderna.

Tudo isso é conhecido. Tudo isso é comprovado e verdadeiro.

O que me intrigou, porém, não foram as equações nem as evidências. Foi a imagem mental que fazemos de tudo isso.

Ao pensar no Big Bang, sempre me vinha à mente aquela figura consagrada: um ponto luminoso flutuando no escuro e, subitamente, uma explosão.

Durante anos aceitei essa imagem sem questioná-la.

Até que uma pergunta simples apareceu, dessas que parecem bobas mas que têm o péssimo hábito de desmontar nossas certezas: se todo o universo estava contido naquele ponto inicial, o que havia ao redor dele?

A resposta intuitiva é imediata: escuridão.

Mas a escuridão também faz parte do universo. Ela não poderia existir antes dele. Não poderia cercá-lo como um pano de fundo. Não poderia servir de cenário.

Se tudo estava naquele ponto — matéria, energia, espaço e tempo — então não havia absolutamente nada em torno dele.

Nenhum vazio.
Nenhum escuro.
Nenhum “lado de fora”.

E, nesse caso, a imagem do pequeno ponto suspenso no escuro torna-se impossível.

Não havia palco onde colocar o ponto. Não havia sequer um “lugar” onde ele pudesse estar.

Nosso cérebro, coitado, insiste em imaginar o universo como uma peça de teatro: sempre quer um palco, um fundo preto, um antes e um depois. Uma criação. Mas talvez o Big Bang tenha sido justamente o momento em que o teatro inteiro foi construído de uma vez só: palco, cortinas, plateia e relógio.

Talvez por isso as representações do Big Bang sejam sempre metáforas imperfeitas. Nosso cérebro evoluiu para compreender árvores, rios, montanhas e horizontes — não para imaginar a origem do espaço e do tempo.

Quando tentamos fazê-lo, inevitavelmente recorremos a imagens familiares: explosões, luzes, escuridão.

Mas o nascimento do universo provavelmente não se pareceu com nada que possamos visualizar.

O Big Bang não foi um evento dentro do universo. Foi o momento em que o próprio universo começou a existir, junto com o espaço onde tudo acontece e o tempo que mede a mudança.

E, se for assim, a imagem do pequeno ponto brilhante no escuro não é apenas imprecisa.

Ela é simplesmente impossível.

E talvez seja justamente aí que o pensamento humano encontra um de seus limites mais fascinantes, como diria o Sr. Spock. Podemos escrever equações capazes de descrever o nascimento do cosmos, medir a idade das estrelas e ouvir o eco térmico de um universo recém-nascido. Mas, quando tentamos imaginar tudo isso, nossa mente volta obstinadamente às imagens mais simples: uma explosão, uma luz no escuro, um ponto solitário no vazio.

Talvez porque a inteligência humana seja capaz de compreender o universo, mas não de imaginá-lo completamente.

E, de certo modo, isso torna o cosmos ainda mais extraordinário: ele é grande o suficiente para conter bilhões de galáxias, e estranho o bastante para escapar às imagens que nossa própria mente tenta criar dele.

 

 

 

Afinal, o que é o tempo?

Por Fernando Castilho

Reconstruir uma xícara que se espatifou no chão para deixá-la como era em seu estado inicial seria equivalente a voltar ao passado.

É inevitável. De vez em quando surge alguém nas redes sociais com dúvidas ou perguntas frequentes sobre o que seria exatamente o tempo. E invariavelmente alguém faz um comentário no estilo terraplanista em que vale muito mais sua opinião, mesmo que dissociada dos artigos científicos, das pesquisas e de todo conhecimento já acumulado pela humanidade até hoje.

O tempo é uma dimensão fundamental que usamos para ordenar e medir eventos e mudanças no universo, na verdade, a quarta dimensão que se junta ao espaço, composto das outras três: largura, comprimento e profundidade. É uma parte fundamental de nossa experiência cotidiana e nossa compreensão do mundo ao nosso redor. Porém, não é de todo compreendido ainda.

Na física, ele é considerado uma dimensão contínua e unidirecional, representada no espaço-tempo como uma seta que só aponta no sentido do futuro. É impensável vermos um relógio cujos ponteiros se deslocam no sentido anti-horário.

O tempo é parte integrante da teoria da relatividade restrita de Einstein. Segundo o físico alemão, o tempo pode ser afetado pela velocidade e pela gravidade, o que leva a fenômenos como a dilatação temporal, em que passa mais devagar em regiões de maior gravidade ou em velocidades próximas à velocidade da luz. Se alguém teve a oportunidade de assistir ao filme Interestelar, percebeu como o personagem principal, próximo ao horizonte de eventos de um buraco negro, quase não envelheceu, enquanto sua filha, na Terra, já estaca idosa.

Além da relatividade de Einstein, podemos especular que o tempo também é relativo do ponto de vista emocional. Quando se está esperando ansiosamente a pessoa amada, o tempo parece que não passa. Os minutos se arrastam longamente. Mas quando se está com a pessoa amada, o tempo parece passar de maneira muito rápida. Aquelas horas tão agradáveis, parece que se esvaem em minutos.

A natureza exata do tempo é um tópico complexo e desafiador. Filosoficamente, tem sido objeto de discussão há séculos. Há debates em várias disciplinas sobre se o tempo é uma entidade real e objetiva ou apenas uma construção subjetiva da mente humana. O filósofo Santo Agostinho escreveu que o passado não existe porque já aconteceu, o futuro não existe porque ainda não aconteceu e o presente também não existe porque no instante em que estamos vivendo nele, já virou passado.

Na física quântica, há perspectivas que sugerem que o tempo pode ser emergente de outras propriedades fundamentais do universo, como a mecânica quântica e a teoria dos campos.

A impossibilidade de viajar ao passado está fundamentada principalmente nas leis da física, como a Segunda Lei da Termodinâmica, com a entropia e a teoria da relatividade. A Segunda Lei da Termodinâmica estabelece que a entropia de um sistema isolado tende a aumentar com o tempo. Quando do início do Universo, sua entropia era zero e, desde então, vem aumentando cada vez mais. O aumento da entropia está diretamente associado à seta do tempo. O clássico exemplo é o da xícara que, digamos, logo após ser fabricada teria muito pouca entropia, mas com o passar do tempo, vai ficando cada vez mais desgastada. Um dia, a xícara cai ao chão e se parte em inúmeros pedacinhos. Reconstruir a xícara para deixá-la como era em seu estado inicial seria equivalente a voltar ao passado.

A teoria da relatividade de Einstein é outro pilar que sustenta a ideia de que a viagem ao passado é improvável. De acordo com ela, a velocidade da luz é uma constante fundamental e nada pode viajar mais rápido do que ela. Além disso, a teoria também indica que eventos que ocorrem no espaço-tempo estão sujeitos a uma estrutura causal bem definida, onde a causa precede o efeito e não o contrário.

Há quem diga que, se atravessarmos um buraco de minhoca (buracos de minhoca são formulações teóricas que levantam possibilidade de nos deslocarmos muito rapidamente por distâncias muito grandes, impossíveis de alcançarmos de acordo com as leis da física. Assim, se dobrarmos o tecido do espaço-tempo, conseguiremos um atalho para isso), poderemos chegar a uma estrela distante, por exemplo, um bilhão de anos-luz de nós. Como sua luz levou um bilhão de anos para chegar à Terra, o que vemos no céu à noite é uma estrela que existia há um bilhão de anos atrás e que pode até nem mais existir.

Se conseguirmos chegar a essa estrela, será que voltamos ao passado de um bilhão de anos atrás? Não, porque nos deslocamos pelo espaço para chegar lá. Portanto, chegaremos a essa estrela no tempo presente dela. E também no nosso.

Isso é muito diferente de voltarmos ao passado sem nos deslocarmos pelo espaço, por exemplo, na nossa rua.

Segundo nosso entendimento atual da física, a viagem ao futuro é considerada teoricamente possível. No entanto, existem algumas considerações importantes a serem feitas.

De acordo com a teoria da relatividade, o tempo não é absoluto, mas sim relativo ao observador e à sua velocidade em relação a outros observadores. Isso significa que o tempo pode passar mais devagar para um objeto em movimento rápido em relação a um objeto em repouso.

Um exemplo prático disso é o chamado "paradoxo dos gêmeos". Se um dos gêmeos embarcar em uma nave espacial e viajar em velocidades próximas à velocidade da luz por um período de tempo, enquanto o outro gêmeo fica na Terra, quando o gêmeo viajante retornar à Terra, ele terá envelhecido menos em comparação ao gêmeo que ficou. Portanto, do ponto de vista do gêmeo que viajou, ele "saltou" para o futuro em relação ao gêmeo que permaneceu na Terra. Lembram-se do exemplo de Interestelar?

No entanto, é importante notar que esse tipo de viagem ao futuro está limitado a efeitos relativísticos e a velocidades extremamente altas. Além disso, a viagem ao futuro não permitiria retornar ao passado e alterar eventos passados, uma vez que a estrutura causal do tempo permanece intacta.

Atualmente, não temos tecnologias que nos permitam viajar ao futuro de forma prática e controlada. As velocidades necessárias para experimentar efeitos significativos de dilatação do tempo são extremamente altas e atualmente inatingíveis para a tecnologia humana. No entanto, teoricamente, não há nenhuma lei fundamental da física que impeça a viagem ao futuro.

Deve-se ressaltar que a teoria da relatividade ainda não foi completamente unificada com a mecânica quântica, e a física nos limites extremos próximos aos buracos negros é objeto de intensa pesquisa e debate. Portanto, as possibilidades de viagem ao futuro perto de buracos negros são especulações teóricas que ainda precisam de investigação adicional.

Além disso, atravessar um horizonte de eventos de um buraco negro é um empreendimento extremamente perigoso e atualmente está além das capacidades tecnológicas da humanidade. Portanto, a viagem ao futuro por meio de buracos negros permanece no reino da especulação teórica.

Se gostou do texto, não gostou, se tem alguma crítica positiva ou negativa, ou se tiver mais alguma dúvida, por favor, comente.