Viagens no Espaço e no Tempo
Vagueamos num grande oceano de espaço e de tempo.
Nesse oceano, os eventos que moldam o futuro,
produzem-se sozinhos.
Cada criatura e cada mundo, até à mais remota estrela,
devem a sua existência,
às grandiosas e implacáveis forças da natureza
mas também a acontecimentos locais secundários.
Somos transportados com o nosso planeta à volta do Sol.
A Terra já deu mais de 4 mil milhões de voltas à nossa estrela
desde a sua origem.
O próprio Sol desloca-se em volta do núcleo da galáxia Via Láctea.
A nossa galáxia move-se por entre as outras galáxias.
Temos sido sempre viajantes espaciais.
Os finos grãos de areia, todos mais ou menos uniformes em tamanho,
foram produzidos a partir de pedras maiores, ao longo de eras,
de colisão e de fricção, de abrasão e de erosão.
Provocadas em parte pela Lua distante e pelo Sol.
Assim as raízes do presente jazem enterradas no passado.
Somos também viajantes no tempo.
Mas presos na Terra,
temos pouco a dizer acerca de onde vamos no tempo e no espaço,
e a que velocidade.
Mas agora pensamos em verdadeiras viagens no tempo,
e viagens reais às estrelas distantes.
Uma mão cheia de areia contém cerca de 10.000 grãos,
mais do que o número de estrelas que conseguimos ver,
a olho nu numa noite límpida.
Mas o número de estrelas que conseguimos ver,
não passa de uma minúscula fracção das estrelas que existem.
O que vemos à noite é apenas uma mera visão superficial,
das estrelas mais próximas,
e o brilhar distante de algumas estrelas mais afastadas.
Mas o cosmos é incalculavelmente rico.
O número total das estrelas no universo,
é superior ao de todos os grãos de areia de todas as praias,
do planeta Terra.
Há muito tempo, antes de compreendermos que as estrelas são distantes sóis,
parecia-nos que elas formavam figuras no céu.
Havia apenas que seguir os pontos.
A constelação actual da Ursa Maior na América do Norte,
teve muitas outras encarnações.
Cada cultura, antiga ou moderna,
colocou os seus totens e interesses por entre as estrelas.
Dos burocratas Chineses à Carroça Alemã.
Mas culturas ainda mais antigas devem ter visto constelações diferentes,
porque as estrelas se movem com reverência de uma a outra.
Podemos dar ao computador as posições actuais e os movimentos das estrelas
e depois fazê-los voltar atrás no tempo.
Cada constelação é uma figura única no filme cósmico,
mas devido às nossas vidas serem tão curtas,
e porque os modelos estelares mudam lentamente,
temos tendência a não reparar que é um filme.
Há um milhão de anos atrás não havia a Ursa Maior.
Os nossos antepassados olhando para cima e perguntando-se sobre as estrelas,
viam outras figuras nos céus do Norte.
Também podemos passar a constelação do Leão para a frente no tempo,
e ver que formas as estrelas terão no futuro.
Dentro de um milhão de anos, Leão poderá chamar-se,
a constelação do Radiotelescópio.
Ainda que eu pense que os radiotelescópios serão então tão obsoletos,
como as lanças de pedra o são agora.
Ou aqui a constelação da Baleia.
Há um milhão de anos atrás pode ter sido chamada outra coisa.
Talvez a Lança.
Agora aceleremos para a frente através de mil milhões de noites.
Daqui a alguns milhões de anos,
outras imagens muito diferentes serão representadas no filme cósmico.
Em Oríon o Caçador, as coisas estão a mudar,
não apenas por as estrelas se moverem,
mas também por as estrelas estarem a desenvolverem-se.
Muitas das estrelas de Oríon são quentes, jovens e de vida curta.
Nascem, crescem e morrem dentro de um período de uns poucos milhões de anos.
Se projectássemos Oríon rapidamente para o futuro,
observaríamos os nascimentos e mortes espectaculares,
de dezenas de estrelas,
brilhando intensamente e apagando-se, como pirilampos na noite.
Se esperarmos o suficiente, vemos as mudanças nas constelações.
Mas se avançarmos o suficiente também vemos os modelos alterarem-se.
As constelações bidimensionais,
são apenas a aparência das estrelas, derramada através de três dimensões.
Algumas são pálidas e estão próximas, enquanto outras são brilhantes e distantes.
Um viajante espacial poderia ver actualmente,
as mudanças dos modelos nas constelações ?
Para isso, teríamos de viajar tão longe o quanto a constelação está de nós.
Aqui viajou-se umas centenas de anos-luz,
rodeando todo o caminho em volta das estrelas da Ursa Maior.
Habitantes de planetas à volta de outras estrelas,
veriam constelações diferentes das que nós vimos,
devido ao ponto de observação diferente.
Aqui estamos na constelação de Andrómeda,
ou pelo menos um modelo dela próximo da constelação de Perseu.
Andrómeda, na mitologia Grega,
foi a donzela que foi salva por Perseu,
de um monstro marinho.
Esta estrela aqui por cima é a Beta Andromedae,
a segunda estrela mais brilhante na constelação,
a 75 anos-luz da Terra.
A luz que vemos proveniente desta estrela,
demorou 75 anos a atravessar o espaço interestelar,
na sua viagem para a Terra.
Na hipótese improvável de que Beta Andromedae,
ter explodido na terça-feira passada,
só o saberíamos dentro de 75 anos,
pois essa interessante informação, viajando à velocidade da luz,
levaria esse tempo a percorrer as imensas distâncias interestelares.
Quando a luz que agora vemos nessa estrela,
iniciou a sua longa viagem interestelar, ( 1905 )
o jovem Albert Einstein,
a trabalhar como funcionário no departamento de patentes suíço,
tinha acabado de publicar a sua teoria da relatividade,
que iniciou uma nova era aqui na Terra.
Vemos que,
o espaço e o tempo estão interligados.
Não podemos olhar para o espaço,
sem olhar para o tempo que passou.
A luz desloca-se muito rapidamente,
mas o espaço está muito vazio,
e as estrelas estão muito afastadas.
As distâncias de que falamos até aqui,
são muito pequenas em comparação com os padrões astronómicos usuais.
De facto, a distância da Terra,
ao centro da galáxia Via Láctea,
é de 30.000 anos-luz.
Da nossa galáxia até à mais próxima galáxia espiral como a nossa,
a chamada M31,
que está também dentro, ou por trás,
da constelação de Andrómeda,
vão dois milhões de anos-luz.
Quando a luz que vemos hoje proveniente da M31,
partiu em direcção à Terra,
não havia seres humanos,
embora os nossos antepassados estivessem a evoluir,
rapidamente no sentido da nossa forma actual.
Há distâncias muito maiores em Astronomia.
A distância da Terra até aos quasares mais longínquos,
é de 8 ou 10 mil milhões de anos-luz.
Vemo-los actualmente como eram antes de a Terra ser constituída,
antes da formação da Via Láctea.
Os veículos espaciais mais rápidos alguma vez lançados pela espécie humana,
são as naves espaciais Voyager.
Viajam tão rapidamente,
que são apenas 10.000 vezes mais lentas,
do que a velocidade da luz.
As naves espaciais Voyager vão levar 40.000 anos,
a percorrer a distância até às estrelas mais próximas,
e nem sequer se dirigem em direcção a elas.
Mas haverá algum método pelo qual poderemos viajar,
dentro de períodos de tempo razoáveis, às estrelas ?
Poderemos viajar aproximadamente à velocidade da luz ?
Existe algo de mágico na velocidade da luz ?
Não poderemos ultrapassá-la ?
À volta disso há algo de muito estranho,
sobre a velocidade da luz.
Algo que nos dá a chave,
para a nossa compreensão do tempo e do espaço.
A história da sua descoberta,
leva-nos à Toscana, no Norte da Itália.
Há algo de eterno neste lugar.
Há um século atrás, provavelmente seria muito similar.
Se tivéssemos passado por estas estradas no Verão de 1895,
talvez se nos tivesse deparado um adolescente Alemão de 16 anos reprovado no curso liceal.
Os seus professores tinham-lhe dito que nunca conseguiria ser alguém,
que as suas perguntas prejudicavam a disciplina da aula,
que seria melhor abandonar o liceu.
Por isso ele saiu e decidiu passear,
encantado com a sua liberdade de deambular nestas estradas,
onde podia ruminar matérias muito distantes e explorá-las livremente.
Um dia começou a pensar sobre a luz,
e sobre o quanto rápido ele se deslocava.
Medimos sempre a velocidade de um objecto que se move,
em relação com outra coisa.
Movemo-nos a cerca de 10 quilómetros por hora em relação ao solo.
Mas o solo não está imóvel.
A Terra gira sobre ela própria a mais de 1.600 quilómetros por hora.
E a Terra está em órbita à volta do Sol.
O Sol também se move por entre outras estrelas errantes e por aí fora.
Era difícil para este jovem imaginar algum padrão absoluto,
para medir todos estes movimentos relativos em contraste.
Sabemos que as ondas sonoras são uma vibração do ar,
e que as suas velocidades são medidas em relação ao próprio ar.
Mas a luz do Sol viaja através do vácuo do espaço vazio.
As ondas de luz movem-se em relação com algo de outro ?
E na afirmativa, em relação com o quê ?
O nome desse adolescente reprovado,
era Albert Einstein,
e as suas ruminações mudaram o mundo.
Ficara fascinado com a leitura do livro de Bernstein de 1869,
O Livro Popular das Ciências Naturais
que descrevia logo na primeira página,
a espantosa velocidade da electricidade através dos fios,
e da luz através do espaço.
Einstein perguntava-se, talvez pela primeira vez no Norte de Itália,
como veria o mundo se pudesse viajar numa onda de luz.
Viajar à velocidade da luz.
Que ideia tão atraente e mágica para um rapaz que seguia por uma estrada campestre,
que a luz do Sol mosqueava e salpicava.
Não se pode sentir que se está numa onda de luz, ao viajar nela.
Se começarmos a viagem na crista de uma onda,
permanecemos na crista e perdemos toda a noção de ser uma onda.
Algo estranho ocorre à velocidade da luz.
Quanto mais Einstein pensava nestes aspectos, mais perturbantes os achava.
Pareciam surgir paradoxos por todos os lados
se se pudesse viajar à velocidade da luz.
Certas ideias tinham sido aceites como verdadeiras,
sem terem sido cuidadosa e suficientemente pensadas.
Uma dessas ideias tem a ver com a luz ( reflectida ou emitida ) de um objecto móvel.
As imagens pelas quais vemos o mundo são feitas de luz,
e transportadas à velocidade da luz,
a 300.000 quilómetros por segundo.
Podia-se pensar que a minha imagem se estaria a mover à minha frente,
à velocidade da luz mais a velocidade da bicicleta.
Se me movo em sua direcção mais rápido que o cavalo e a carroça,
então a minha imagem deverá chegar-lhe mais rápido.
A minha imagem deveria chegar primeiro.
Mas em realidade não se vê atraso nenhum.
Numa colisão próxima, por exemplo, vê-se tudo acontecer duma vez.
Cavalo, carroça, desvio, bicicleta. Tudo simultâneo.
Mas como seria se fosse apropriado somar as velocidades ?
Visto que me movo em sua direcção, soma a minha velocidade à velocidade da luz.
Assim a minha imagem deverá chegar antes da imagem do cavalo e da carroça.
Estarei a pedalar em sua direcção normalmente.
Para mim a colisão vai parecer iminente.
Mas para si seria ver-me a desviar sem razão aparente,
e ter uma colisão com coisa alguma.
O cavalo e a carroça não se dirigem em sua direcção,
a sua imagem só chegará à velocidade da luz.
Poderá parecer-me a mim que evito a colisão por pouco,
enquanto que para si nem sequer estava perto ?
Em experiências exactas em laboratório,
os cientistas nunca observaram tais coisas.
Para podermos compreender o mundo,
para podermos evitar estes paradoxos lógicos ao viajar a altas velocidades,
há certas regras que têm de ser obedecidas.
Einstein codificou estas regras na teoria especial da relatividade.
A luz ( reflectida ou emitida ) de um objecto móvel, viaja à mesma velocidade,
quer o objecto se desloque, quer esteja parado.
' Não somarás a tua velocidade à velocidade da luz. '
Além disso, nenhum objecto material se pode deslocar mais depressa que a luz.
Nada na física nos impede de viajar próximo da velocidade da luz.
O ideal seria 99,9 % da velocidade da luz.
Mas por mais que se tente,
nunca se conseguirá alcançar o último décimo.
Para que o mundo seja logicamente congruente,
deverá haver um limite de velocidade cósmico.
O estalido de um chicote deve-se a que a sua ponta,
se mova mais rápido que a velocidade do som
criando uma onda de choque,
num pequeno ribombar sónico no campo Italiano.
O trovão tem uma origem semelhante.
Assim como o som de um avião supersónico.
Porque é que a barreira da velocidade da luz é diferente da do som?
A resposta não é só que,
a luz viaja um milhão de vezes mais rápido que o som.
Não se trata apenas de um problema técnico como aquele que o supersónico veio resolver.
Em vez disso, a barreira da luz é uma lei fundamental da natureza,
tão básica como a gravidade.
Einstein encontrou a sua armação absoluta para o mundo.
Esta forte coluna por entre todos os movimentos relativos do cosmos.
A luz não muda de velocidade, não importa como a sua fonte se está movendo.
A velocidade da luz é constante, relativa a tudo o mais.
Nada poderá jamais alcançar a velocidade da luz.
A proibição de Einstein de viajar mais depressa que a luz,
poderá ir contra o nosso senso comum.
Mas a esse respeito, porque é que,
deveremos confiar no nosso senso comum ?
Porque motivo a nossa experiência a 10 quilómetros por hora,
haveria de limitar as leis da natureza,
a 300.000 quilómetros por segundo ?
A relatividade aplica, efectivamente, limites àquilo,
que os seres humanos podem vir a fazer.
Mas o universo não tem de estar,
em perfeita harmonia com as ambições humanas.
Imaginemos um lugar onde a velocidade da luz,
não tem o seu verdadeiro valor de 300.000 quilómetros por segundo,
mas um valor mais modesto.
Digamos, 40 quilómetros por hora,
e estritamente obrigatório.
Como no mundo real, nunca se poderá alcançar a velocidade da luz,
o mandamento continua aqui,
' Não viajarás à velocidade da luz nem a ultrapassarás. '
Pode-se fazer experiências mentais com o que se passa perto da velocidade da luz,
aqui a 40 quilómetros por hora, a velocidade da bicicleta a motor.
Não há penas por infringir as leis da natureza porque não há a possibilidade de delitos.
O mundo real e este,
estão dispostos de tal modo que as proibições não podem acontecer.
O trabalho dos físicos é encontrar quais são essas leis.
Antes de Einstein, os físicos pensavam,
que havia estruturas privilegiadas de referência,
alguns lugares e tempos especiais,
contra os quais tudo o mais devia ser medido.
Einstein encontrou uma noção semelhante nos assuntos humanos.
A ideia de que os usos e costumes de uma dada nação,
a sua Alemanha natal, a Itália ou qualquer outra,
eram os padrões pelos quais todas as outras sociedades se deviam reger.
Mas Einstein revoltou-se e rejeitou o estridente nacionalismo do seu tempo.
Ele acreditava que cada cultura tinha a sua própria validade.
Também compreendeu que na física,
não havia estruturas privilegiadas de referência.
Cada observador, em qualquer lugar, tempo ou movimento,
deve deduzir as mesmas leis da natureza.
Uma velocidade é simplesmente o espaço percorrido num dado tempo,
como o sabe qualquer miúdo numa motorizada.
Perto da velocidade da luz,
não se pode simplesmente somar velocidades,
e as noções conhecidas de espaço absoluto e tempo absoluto,
independentes do nosso movimento relativo, têm de ceder.
Essa é a razão por que, como Einstein o mostrou,
têm de acontecer coisas divertidas perto da velocidade da luz.
Aí, as nossas perspectivas convencionais de espaço e tempo,
mudam estranhamente.
O vosso nariz está um pouco mais perto de mim do que as suas orelhas.
A luz reflectida pelo seu nariz chega-me,
um instante no tempo antes que a das suas orelhas.
Mas imagine-se, que se tivesse uma câmara mágica,
com a qual se pode ver o seu nariz e as suas orelhas,
precisamente no mesmo instante ?
Com uma tal câmara podia-se tirar algumas fotografias bastante interessantes.
Paolo despede-se do seu pequeno irmão, Vincenzo,
- Ciao, Vincenzo. - Ciao, Paolo.
e vai-se embora.
Está agora a mais de metade da velocidade da luz.
Está quase a apanhar as suas próprias ondas de luz.
Isto comprime as ondas de luz à sua frente,
e a sua imagem torna-se azul.
O curto comprimento de onda é o que faz que as ondas de luz sejam azuis.
Paolo torna-se também delgado na direcção do movimento.
Isto não se trata apenas de algumas ilusões de óptica.
Acontecem realmente quando se viaja perto da velocidade da luz.
Enquanto ele se afasta, deixa atrás de si as suas ondas de luz estendendo-se.
Longas ondas de luz vermelha.
Dizemos que a sua imagem fugitiva é avermelhada.
Agora Paolo parte para um curto passeio pelo campo.
Experimenta algo ainda mais estranho.
Tudo o que pode ver é comprimido,
num pequeno postigo circular mesmo à sua frente,
azulado no centro, avermelhado nas bordas.
Para um observador, Paolo aparece azulado quando se aproxima,
e avermelhado quando parte.
Mas para ele o mundo inteiro está indo e vindo,
quase à velocidade da luz.
As casas e as árvores à beira da estrada pelas quais já passou,
continuam a ser vistas por ele na borda do seu campo de visão frontal,
mas distorcidas e avermelhadas.
Quando reduz a velocidade, tudo volta a parecer normal.
Apenas muito perto da velocidade da luz,
o mundo visível fica comprimido numa espécie de túnel.
Assim se veriam essas distorções ao viajar próximo da velocidade da luz.
Talvez algum dia os navegadores interestelares
tomarão o seu rumo pelas estrelas por detrás deles,
cujas imagens se reuniram todas juntas no campo de visão frontal.
O aspecto mais bizarro de viajar próximo da velocidade da luz,
é que o tempo se torna mais lento.
Todos os relógios mecânicos e biológicos,
trabalham mais lentamente perto da velocidade da luz.
Mas os relógios estacionários trabalham ao seu ritmo normal.
Se viajarmos perto da velocidade da luz,
envelhecemos mais lentamente do que aqueles que deixamos para trás.
O relógio de Paolo e o seu sentido do tempo mostram,
que deixou os seus amigos por apenas uns poucos minutos.
Mas pelo ponto de vista deles, ele esteve fora por algumas décadas.
Os seus amigos cresceram, mudaram-se e morreram.
E o seu pequeno irmão esteve,
pacientemente à sua espera todo este tempo.
Os dois irmãos fazem a experiência do paradoxo da dilatação do tempo.
Encontraram-se com a relatividade especial de Einstein.
Vincenzo.
Isto são apenas experiências mentais.
Mas partículas atómicas viajando perto da velocidade da luz,
degeneram-se mais lentamente do que as partículas estacionárias.
Por estranho e contra intuitivo que pareça,
a dilatação do tempo é uma lei da natureza.
Viajar perto da velocidade da luz,
é uma espécie de elixir da vida.
Porque o tempo se torna mais lento perto da velocidade da luz,
a relatividade restrita proporciona-nos,
o meio de alcançar as estrelas.
Esta região do Norte de Itália não foi apenas o cadinho,
de alguns dos pensamentos do jovem Albert Einstein,
foi também a pátria de outro grande génio,
que viveu 400 anos antes.
Leonardo da Vinci.
Leonardo deleitava-se a trepar estas colinas,
e a observar o campo de uma grande altura,
como se estivesse a pairar como uma ave.
Desenhou as primeiras perspectivas aéreas,
das paisagens, cidades e fortificações.
Tem-se estado a falar de Einstein aqui na cidade de Vinci,
na qual Leonardo cresceu.
Einstein respeitava muito Leonardo,
e os seus espíritos, num certo sentido,
ainda habitam por estes campos.
Entre os muitos interesses e realizações de Leonardo,
na pintura, escultura, arquitectura, história natural,
anatomia, geologia, engenharia civil e militar,
ele tinha uma grande paixão.
Imaginar e executar uma máquina,
capaz de voar.
Fez projectos, executou modelos em miniatura de tais máquinas,
construiu grandes protótipos em tamanho natural.
E nenhum deles funcionou.
Não existiam então máquinas de capacidade adequada no seu tempo.
A tecnologia ainda não estava pronta.
Os projectos no entanto eram brilhantes,
Por exemplo, esta máquina pássaro,
aqui no museu de Leonardo na cidade de Vinci.
Os projectos de Leonardo encorajaram os técnicos do futuro,
ainda que o próprio Leonardo ficasse muito deprimido com estes fracassos.
Mas a culpa não era dele,
estava confinado ao século XVI.
Um caso semelhante ocorreu em 1939
quando um grupo de engenheiros que se chamou Sociedade Britânica Interplanetária,
decidiu desenhar uma nave,
para levar homens à Lua.
Não era de modo algum, semelhante à do projecto,
da nave espacial Apollo, que cumpriu essa missão três décadas mais tarde.
Mas esse projecto sugeriu a ideia,
que a missão à Lua podia um dia,
vir a ter possibilidades técnicas.
Hoje,
já há projectos preliminares de naves,
que possam levar os homens até às estrelas.
Construídas na órbita da Terra, serão daí lançadas,
para as suas longas viagens interestelares.
Uma delas,
foi denominada Projecto Oríon.
Foi projectada para impulsionar uma plataforma de inércia,
através de explosões de bombas de hidrogénio e outras armas nucleares.
Cada explosão daria uma espécie de ' putt-putt '
uma vasta lancha nuclear no espaço.
A Oríon, absolutamente praticável,
e em vias de desenvolvimento nos E.U.A.
foi abandonado quando foi assinado o tratado internacional,
que proíbe a detonação de armas nucleares no espaço.
Na minha opinião, foi pena, Oríon constituía a melhor utilização para as armas nucleares,
desde que as naves não partissem de muito perto da Terra.
O projecto Dédalo é recente,
da Sociedade Britânica Interplanetária.
Presume a existência de um reactor de fusão nuclear,
algo muito mais seguro, além de muito mais eficiente,
que os reactores de fissão existentes.
Ainda não temos reactores de fusão,
mas conta-se com a sua criação durante as próximas décadas.
As naves Oríon e Dédalo poderiam deslocar-se,
a 10 % da velocidade da luz.
Assim, uma viagem a Alpha Centauri, situada a 4,5 anos-luz de distância,
levaria 45 anos, menos que uma vida humana.
Tais naves não conseguiriam viajar a uma velocidade próxima da da luz,
para que a dilatação do tempo resultante da relatividade restrita,
se tornasse importante.
Não parece provável que tais naves,
sejam construídas antes de meados do século XXI,
apesar do facto de, se o quiséssemos, a Oríon poder ser construída já.
Viagens além das estrelas mais próximas, terá de se recorrer a outras soluções.
Talvez a Oríon e a Dédalo pudessem ser usadas como naves para multigerações,
de modo que aqueles que chegassem a um planeta fossem descendentes afastados,
dos que tinham iniciado a viagem alguns séculos antes.
Ou talvez se venha a descobrir um método seguro para hibernação de seres humanos,
de modo que os viajantes do espaço possam ser congelados e reanimados,
quando chegarem à sua destinação séculos mais tarde.
Mas o voo interestelar rápido próximo da velocidade da luz,
é muito mais difícil.
É um objectivo não para 100 anos,
mas para 1000 ou 10.000 anos,
mas é em princípio possível.
Uma espécie de ramjet ( auto-reactor ) interestelar foi proposto,
que acumula os átomos de hidrogénio,
os quais flutuam entre as estrelas,
os acelera dentro de um motor de fusão e os ejecta para trás.
Mas no espaço profundo existe apenas 1 átomo,
para cada 10 centímetros cúbicos de espaço.
Para fazer funcionar o ramjet,
necessitava-se uma entrada frontal,
de centenas de quilómetros de largura.
Ao alcançar velocidades relativistas, os átomos de hidrogénio seriam movidos,
com respeito à nave espacial interestelar,
a uma velocidade próxima da luz.
Se as precauções adequadas não fossem tomadas,
os seus passageiros seriam queimados por esses raios cósmicos induzidos.
Uma das soluções propostas,
seria o emprego de um laser para retirar os electrões dos átomos,
e carregá-los electricamente quando ainda se encontrassem a certa distância.
E um campo magnético extremamente forte,
para deflectir os átomos carregados para dentro da entrada,
e para longe do resto da nave espacial.
Isto é técnica,
numa escala até agora sem precedentes na Terra.
Estamos a falar de motores do tamanho de pequenos mundos.
Suponhamos que a nave espacial é desenhada para acelerar a 1 g
encontrar-nos-íamos confortáveis a bordo.
Aproximamo-nos cada vez mais da velocidade da luz,
até ao ponto médio da nossa viagem.
Então a nave é voltada ao contrário,
e desacelera a 1 g até chegar ao seu destino.
Durante a maior parte da viagem, estaria muito perto da velocidade da luz,
e o tempo tornar-se-ia muitíssimo mais lento.
Por quanto ?
A estrela de Barnard poderia ser alcançada,
em 8 anos, pelos relógios de bordo da nave.
O centro da galáxia Via Láctea em 21 anos.
A galáxia Andrómeda em 28 anos.
Evidentemente, as pessoas que ficassem na Terra,
veriam as coisas de maneira diferente,
em vez de 21 anos para chegar ao centro da galáxia,
contariam 30.000 anos.
Quando regressássemos,
poucos dos nossos amigos restariam para nos receber.
Em princípio, tal viagem,
subindo a casas decimais cada vez mais próximas da velocidade da luz,
até nos permitiria circum-navegar o universo conhecido,
em cerca de 56 anos, em tempo da nave.
Regressaríamos muitos milhares de milhões de anos,
mais tarde no futuro,
para encontrarmos a Terra reduzida a cinzas,
e o Sol morto.
O voo espacial sujeito à relatividade torna o universo acessível,
às civilizações avançadas,
mas apenas para aqueles que fizerem a viagem
não para os que ficarem.
Estes projectos estão provavelmente mais longe,
da actual nave espacial interestelar do futuro,
que os modelos de Leonardo da Vinci se encontram,
dos actuais transportes supersónicos do presente.
Mas se não nos destruirmos a nós próprios,
penso que um dia iremos aventurar-nos até às estrelas.
Quando o nosso sistema solar estiver totalmente explorado,
os planetas das outras estrelas irão acenar-nos.
A viagem no espaço e no tempo estão relacionadas.
Viajar rápido no espaço,
é viajar rápido para o futuro.
Estamos sempre a viajar lentamente para o futuro, à média de um dia.
Mas, e o passado ? Poderíamos viajar para o passado ?
Muitos físicos pensam que é fundamentalmente impossível,
que não se pode construir um aparelho,
que pudesse levar-nos para trás no tempo.
Alguns dizem que mesmo que pudéssemos construir tal aparelho
não nos poderia servir para nada.
Não poderíamos afectar o passado de forma significante.
Por exemplo, suponhamos que viajemos para o passado,
e que de alguma maneira impedíssemos,
os nossos próprios pais de se encontrarem.
Então provavelmente nunca teríamos nascido,
o que seria uma contradição,
visto que existimos evidentemente.
Outros físicos propõem a ideia,
de poderem existir lado a lado duas histórias alternativas, duas realidades,
igualmente válidas, que têm linhas paralelas,
como uma mistura de tempos.
A história em que nunca nascemos,
e a história que conhecemos.
Talvez o próprio tempo tenha muitas dimensões potenciais,
apesar de estarmos condenados a conhecer,
apenas uma dessas dimensões.
Suponhamos que poderíamos viajar para o passado,
e modificá-lo realmente, por exemplo,
convencendo a rainha Isabel a não dar apoio a Cristóvão Colombo.
Então ter-se-ia posto em movimento,
uma sequência diferente dos factos históricos,
que aqueles que ficaram para trás na nossa linha de tempo,
nunca teriam conhecido.
Se esse tipo de viagem no tempo fosse possível,
então cada sequência imaginária,
de qualquer história alternativa,
poderia realmente existir, num certo sentido.
Seria possível para um viajante no tempo,
alterar o curso da história de maneira significativa ?
Pensemos sobre isso.
A história consiste, na sua maior parte,
num feixe complexo de fios profundamente interligados,
de forças sociais, culturais, biológicas, económicas,
que não são facilmente destrinçadas.
Os antigos Gregos imaginavam o curso dos eventos humanos como uma tapeçaria,
criada por três deusas, as Moiras ou Parcas. ( Filhas de Zeus )
Pequenos factos fortuitos, imprevisíveis, não têm consequências de longo alcance.
Mas alguns que ocorrem em conjunturas graves ou em pontos de viragem,
podem modificar o padrão da história.
Pode haver casos em que se produzem modificações profundas,
através de ajustamentos relativamente banais.
Quanto mais recuado no tempo um evento se situa, maior poderá ser a sua influência.
Que se passaria se o nosso viajante do tempo tivesse convencido a rainha Isabel,
de que os mapas de Colombo estavam errados ?
É quase certo que alguns outros Europeus teriam viajado para o Novo Mundo.
Havia muitos incentivos,
a mira dos negócios das especiarias, os progressos feitos na navegação,
e a concorrência entre as potências Europeias rivais.
Tudo isso tornava a descoberta da América em 1500, inevitável.
Evidentemente não haveria hoje selos mostrando Colombo,
e a República de Colômbia teria um outro nome.
Mas todo o curso da história teria tomado mais ou menos o mesmo rumo.
Para afectar profundamente o futuro,
um viajante do tempo teria de escolher.
Teria provavelmente de intervir numa série de acontecimentos,
os quais cuidadosamente escolhidos,
para alterar a trama da história.
É uma fantasia encantadora,
explorar esses mundos que nunca existiram.
Se tivéssemos a máquina de H.G. Wells,
talvez pudéssemos compreender como a história realmente funciona.
Se uma pessoa aparentemente fundamental nunca tivesse existido,
Paulo o Apóstolo, ou Pedro-o-Grande, ou Pitágoras,
até que ponto seria o mundo diferente ?
Se o espírito e a tradição científica Jónica,
dos antigos Gregos Jónios,
tivesse prosperado, florescido e predominado ?
Isso teria feito com que muitas das forças sociais da época,
tivessem sido diferentes,
incluindo a noção que então prevalecia,
de que a escravatura era natural e estava certa.
Mas que sucederia se aquela luz que amanheceu,
no Mediterrâneo Oriental há 2.500 anos atrás,
não tivesse brilhado ?
E se a ciência e o método experimental,
tivessem sido vigorosamente defendidos,
2.000 anos antes da revolução industrial,
da nossa revolução industrial ?
E se o poder deste novo modo de pensar, o método científico,
tivesse sido apreciado de maneira mais geral ?
Penso que se poderiam ter poupado 10 ou 20 séculos.
Talvez as contribuições de Leonardo da Vinci
tivessem sido prestadas há 1.000 anos antes,
e as contribuições de Albert Einstein há 500 atrás.
Não teriam sido eles evidentemente,
que teriam contribuído para isso,
uma vez que só existem na nossa linha de tempo.
Se os Jónios tivessem triunfado,
poderíamos estar neste momento, a aventurar-nos em direcção às estrelas.
As nossas primeiras naves de rastreio nesta altura,
já teriam regressado com espantosos resultados de Alpha Centauri
da estrela de Barnard, de Sírio e de Tau Ceti.
Haveria agora grandes frotas,
de transporte interestelar,
sendo construídas na órbita da Terra,
pequenas naves de investigação não tripuladas
cargueiros para imigrantes talvez,
enormes naves mercantes,
para sulcar o espaço por entre as estrelas.
Em todas essas naves haveria símbolos,
letras e inscrições nos lados.
Se observássemos de perto essas inscrições,
veríamos que eram em Grego.
O símbolo,
talvez fosse o dodecaedro.
E as inscrições nos lados das naves estelares,
seria algo do género :
Nave Estelar Teodoro do Planeta Terra
Um viajante do tempo realmente ambicioso,
não perderia tempo com a história humana,
nem mesmo faria uma pausa para examinar a evolução da Terra.
Em vez disso, iria preferir retroceder,
para presenciar a origem do nosso sistema solar,
a partir do gás e poeira por entre as estrelas.
Há cinco mil milhões de anos atrás,
o colapso de uma nuvem interestelar, formou o nosso sistema solar.
Muitas massas de matéria gravitaram em direcção ao centro,
onde estavam destinadas a formar o Sol.
Outras pequenas massas periféricas tornar-se-iam os planetas.
Há muito tempo, houve uma espécie de selecção natural entre os mundos.
Esses que tinham órbitas muito elípticas tendiam a colidir e a ser destruídos,
enquanto que os que possuíam órbitas circulares tinham tendência a sobreviver.
Mas se os acontecimentos tivessem sido um pouco diferentes,
a Terra nunca se teria formado,
e um outro planeta a uma outra distância do Sol, estaria no seu lugar.
A existência do nosso pequeno mundo deve-se,
a colisões aleatórias numa extensa nuvem desaparecida.
Cedo, a massa central se tornou muito quente.
Reacções termonucleares foram iniciadas e o Sol acendeu-se,
inundando o sistema solar com a sua luz.
Mas os crescentes pedaços mais pequenos,
nunca conseguiram tais altas temperaturas,
e nunca geraram reacções termonucleares.
Iriam tornar-se na Terra e nos outros planetas,
aquecidos pelo distante Sol, e não a partir do seu interior.
O aumento continuou até que,
quase todo o gás e poeira e pequenos mundos deixados,
foram varridos pelos planetas sobreviventes.
O nosso viajante do tempo iria presenciar,
as colisões que fizeram os mundos.
Com excepção para os cometas e asteróides,
o caos do primitivo sistema solar estava reduzido,
a uma simplicidade notável,
nove planetas em órbitas quase circulares,
e algumas dúzias de luas.
Vejamos agora de uma maneira diferente.
Se observarmos o sistema solar de lado,
e deslocar-mos o Sol para a esquerda e para fora,
vemos que os pequenos planetas terrestres,
esses que são tão maciços como a Terra, tendem a aproximar-se do Sol.
Planetas como o grande Júpiter, têm tendência a estar muito afastados do Sol.
Mas é desta maneira que tem de ser ?
Os estudos em computador sugerem,
que pode haver diversos sistemas solares semelhantes, noutras estrelas,
com os planetas terrestres perto, e os planetas Jovianos mais afastados.
Mas em alguns sistemas pode haver Jovianos e terrestres misturados juntos.
Pode haver grandes mundos como Júpiter desenhando-se noutros céus.
Raramente os planetas Jovianos se podem formar perto da estrela,
e os terrestres a reboque em direcção ao espaço interestelar.
A nossa disposição familiar de planetas,
é apenas uma circunstância, talvez típica,
na vasta expansão dos sistemas.
Frequentemente, um planeta fugidio acumula tanto gás e poeira,
que as reacções termonucleares acontecem.
Torna-se então um segundo Sol,
e forma-se um sistema de estrelas binário.
A partir destes mundos, as paisagens e as perspectivas serão deslumbrantes.
Nem um deles será idêntico à Terra.
Alguns serão hospitaleiros, enquanto que outros se manifestarão hostis.
Onde houver dois sóis no céu,
cada objecto projectará duas sombras.
Que maravilhas nos estarão esperando,
nos planetas das estrelas vizinhas ?
Haverá aí espécies de mundos radicalmente diferentes,
formas de vida exóticas e inimagináveis ?
Talvez em mais um século ou dois,
quando o nosso sistema solar estiver todo explorado,
tenhamos também posto o nosso próprio planeta em ordem.
Então navegaremos às estrelas,
e aos mundos que acenam à volta delas.
Nesse dia, as nossas máquinas e os nossos descendentes,
aproximando-se da velocidade da luz, deslizarão pelos anos-luz,
saltando através do tempo na busca por novos mundos.
Einstein mostrou-nos que isso é possível.
Iremos viajar em simultâneo,
aos planetas distantes e para o distante futuro.
De alguns mundos como este,
avistar-se-à uma vasta nebulosa gasosa,
restos de uma estrela vulgar,
que existiu em tempos e já desapareceu.
Em todos esses céus, ricos e distantes,
com exóticas constelações,
pode haver uma tímida estrela amarela,
talvez difícil de observar a olho nu,
talvez apenas visível pelo telescópio.
A estrela nacional da frota de transportes interestelares,
que explora esta diminuta região,
da grande galáxia Via Láctea.
Os temas espaço e tempo estão interligados.
Os mundos e as estrelas, tal como as pessoas
nascem, vivem e morrem.
A duração de uma vida humana mede-se em décadas.
Mas o tempo de vida de um Sol,
é cem milhões de vezes mais longo.
A matéria é muito mais velha que a vida.
Milhares de milhões de anos antes do Sol e da Terra serem sequer formados,
os átomos estavam sendo sintetizados no interior de estrelas ardentes,
e voltavam de novo ao espaço quando as estrelas explodiam.
Planetas recém formados eram feitos destes detritos estelares.
A Terra e cada ser vivo são feitos de matéria estelar.
Mas na nossa perspectiva humana, como é lento o desenvolvimento da vida,
a partir das moléculas dos oceanos primitivos até à primeira bactéria.
A evolução não é imediatamente óbvia para toda a gente,
devido ao ser tão lenta e levar tanto tempo.
Como podem as criaturas que vivem por apenas cerca de 70 anos,
detectarem acontecimentos que levam 70 milhões de anos a revelarem-se ?
Ou 4 mil milhões ?
Na altura em que os organismos unicelulares se desenvolveram,
tinha decorrido metade da história da vida na Terra.
Pode-se pensar que não estava muito afastado de nós,
mas por essa altura quase toda a química básica da vida,
tinha sido já estabelecida.
Vamos esquecer a nossa perspectiva humana do tempo.
Pelo ponto de vista de uma estrela,
a evolução estava tecendo novos padrões intricados,
no planeta Terra a partir da matéria estelar, e muito rapidamente.
A maioria das linhas evolucionárias extinguiam-se.
Muitas linhas estagnavam.
Se as coisas tivessem sido um pouco diferentes,
uma pequena mudança de clima, digamos,
ou uma nova mutação,
ou a morte acidental de um modesto organismo diferente,
toda a futura história da vida podia ter sido muito diferente.
Talvez a linha para uma espécie inteligente e tecnológica,
tivesse passado por entre os vermes.
Talvez os presentes senhores do planeta,
tivessem tido antepassados que vieram dos tunicados ( ou urocordados ).
Nós podíamos não ter evoluído.
Uma outra pessoa, uma pessoa muito diferente,
podia estar aqui no nosso lugar, talvez a ponderar sobre as suas origens.
Mas não foi isso que aconteceu.
Há uma sequência particular de acidentes ambientais,
e mutações ao acaso no material hereditário.
Uma linha de tempo particular para a vida na Terra,
neste universo.
Como resultado, os organismos actualmente dominantes no planeta,
são oriundos dos peixes.
Pelo caminho, muitas mais espécies se extiguiram do que aquelas que agora existem.
Se a história tivesse um leve tecer diferente,
alguns desses extintos organismos podiam ter sobrevivido e prosperado.
Mas ocasionalmente, uma criatura que se pensava estar extinta,
à centenas de milhões de anos atrás,
volta a estar viva e bem.
O Celacanto por exemplo. ( Peixes teleósteos - Madagáscar )
Durante 3.500 milhões de anos, a vida passou-se exclusivamente na água.
Mas agora, numa grande e espantosa aventura
tomou o caminho da terra.
Mas se as coisas tivessem sido um pouco diferentes,
as espécies dominantes podiam estar ainda no oceano,
desenvolvendo naves espaciais para os transportar para fora do planeta juntamente.
A partir dos nossos ancestrais répteis,
houve diversas linhas que se desenvolveram com sucesso,
incluindo a dos dinossauros.
Alguns eram rápidos, dextros e inteligentes.
Um viajante de um outro mundo ou de uma outra época,
podia ter pensado que eles eram a vaga do futuro.
Mas após quase 200 milhões de anos foram todos repentinamente varridos.
Talvez por um grande meteorito colidindo com a Terra,
lançando destroços pelo ar, ocultando o Sol,
e matando as plantas que os dinossauros comiam.
Pergunto-me quando sentiram eles pela primeira vez que algo não estava certo.
Os sucessores dos dinossauros vieram da mesma linhagem reptilária,
mas sobrevireram à catástrofe que destruiu os seus primos.
De novo, houve diversas ramificações que se extinguiram.
E se os acontecimentos tivessem sido um pouco diferentes,
essas ramificações podiam ter levado à forma dominante de hoje.
Em 40 milhões de anos, o viajante não seria impressionado,
por estas tímidas e pequenas criaturas,
mas foram elas que levaram a toda a família dos mamíferos actuais.
E isso inclui os primatas.
Á cerca de 20 milhões de anos atrás, um viajante do espaço-tempo,
poderia ter considerado estes tipos como prometedores,
perspicazes, rápidos, ágeis, sociáveis e curiosos.
Os seus ancestrais foram uma vez átomos feitos nas estrelas,
logo moléculas simples, células únicas,
pólipos presos ao solo oceânico,
peixes, anfíbios, répteis, musaranhos.
E então desceram das árvores e permaneceram erguidos.
Desenvolveram um enorme cérebro,
desenvolveram a cultura, inventaram instrumentos,
domesticaram o fogo.
Descobriram a linguagem e a escrita.
Desenvolveram a agricultura.
Construíram cidades e forjaram o metal.
E ultimamente fizeram-se às estrelas,
das quais vieram há 5.000 milhões de anos antes.
Somos matéria estelar,
a qual pegou o seu destino com as suas próprias mãos.
O tear do tempo e do espaço,
produz as mais espantosas transformações da matéria.
O nosso próprio planeta é apenas uma minúscula parte,
da vasta tapeçaria cósmica,
uma fábrica estrelada de mundos ainda incalculáveis.
Esses mundos no espaço são tão incontáveis,
como todos os grãos de areia de todas as praias da Terra.
Cada um desses mundos é tão real como é o nosso.
Em cada um deles, há uma sucessão de,
incidentes, eventos e ocorrências que influenciam o seu futuro.
Incontáveis mundos, inumeráveis momentos,
uma imensidade de espaço e tempo.
E no nosso pequeno planeta, neste momento, ( este mesmo em que estão a ver isto )
aqui, fazemos face a um ponto de viragem critico na história.
O que fizermos do nosso mundo nesta altura, ( tão válido agora como há 23 anos atrás )
irá propagar-se ao longo dos séculos,
e decidir fortemente o destino dos nossos descendentes.
Está bem dentro do nosso poder, destruir a nossa civilização,
e talvez a nossa espécie ao mesmo tempo.
Se nos render-mos à superstição,
à avidez ou à estupidez,
podemos fazer mergulhar o nosso mundo dentro de trevas ainda mais profundas,
do que o tempo entre o colapso da civilização clássica e o Renascimento Italiano.
Mas somos também capazes,
de usar a nossa compaixão e a nossa inteligência,
a nossa tecnologia e a nossa riqueza,
para fazer uma vida abundante e cheia de sentido,
para cada habitante deste planeta,
para aumentar enormemente a nossa compreensão do universo,
e nos levar às estrelas.
Suplemento - 10 anos mais tarde -
Na nossa sequência com a motorizada,
mostramos como a paisagem pode parecer,
se nos deslocarmos próximo da velocidade da luz.
Desde então, inspirado por essa sequência,
Ping-Kang Hsiung da Universidade de Carnegie Mellon,
criou uma exacta animação por computador.
Isto é o que se vê viajando a uma velocidade ordinária,
por esta janela de grade vermelha e branca.
Mas isto é como iria aparecer,
viajando próximo da velocidade da luz.
Estamos provavelmente a muitos séculos de distância de viajar próximo dessa velocidade,
e de experimentar a dilatação do tempo.
Mas ainda assim, pode não ser o suficiente rápido,
se quisermos viajar para algum lugar distante na galáxia,
e poder voltar de novo à Terra na nossa própria época.
Alguns anos após ter finalizado a série Cosmos,
tirei algum tempo livre para escrever um livro.
Um livro que trata de viagens,
ao centro da galáxia Via Láctea.
Estava desejoso de imaginar seres e civilizações,
bem mais avançados que nós,
mas não queria ignorar as leis da física.
Haveria aí, mesmo em princípio, uma maneira de ir muito rapidamente,
até 30.000 anos-luz da Terra ?
Assim perguntei a um amigo,
Kip Thorne do Instituto Tecnológico de Califórnia.
É o principal especialista em assuntos de espaço-tempo.
Kip pensou sobre isso durante uns momentos
e respondeu com cerca de 50 linhas de equações,
que mostravam que uma civilização realmente avançada,
poderia estabelecer e manter abertos túneis,
nos quais podemos pensar como tubos através da quarta dimensão,
e que ligariam a Terra com outro lugar no universo,
sem ter de atravessar a distância intermediária.
Algo como rastejar através de um buraco feito por um verme numa maçã.
Eu estava satisfeito com este resultado,
e usei-o como estratagema e plano de acção em Contacto.
Mas tais túneis através do espaço,
seriam também máquinas do tempo, parece-me a mim.
E assim usei essa noção no livro Contacto.
Kip Thorne e os seus colegas mais tarde demonstraram, e assim parecia,
que a viagem no tempo desta maneira era possível.
Aqui, olhem para isto.
A questão chave que agora se explora,
é se, semelhante viagem no tempo pode ser feita compativelmente,
com as causas precedendo os efeitos, digamos, antes de os seguirem.
A natureza conjectura para que,
mesmo com uma máquina do tempo não se possa intervir,
para por exemplo, impedir a nossa própria concepção ?
Mesmo que viajar no tempo desta maneira seja possível realmente,
está longe no nosso futuro tecnológico.
Mas talvez que outros seres muito mais avançados que nós,
estejam viajando ao futuro distante e ao passado remoto,
não a cerca de 40 anos atrás na Terra,
mas, digamos, para presenciar a morte do Sol
ou a origem do Cosmos.