Viagens às galáxias mais distantes levam mais tempo mesmo a mil vezes a velocidade da luz

Max Planck desafiou previsões sobre os limites da física em 1874.

Em 1874, Max Planck ingressou na Universidade de Munique para estudar física sob a orientação do renomado professor Philipp von Jolly. No entanto, von Jolly desaconselhou Planck a seguir essa carreira, acreditando que a física já havia sido quase totalmente explorada e que não havia mais inovações a serem feitas.

Essa avaliação estava longe da realidade. Décadas depois, Planck e Albert Einstein revolucionariam a física com suas teorias da relatividade e da física quântica, desafiando as crenças estabelecidas e iniciando uma nova era de descobertas. Na verdade, muitos físicos da época, incluindo o influente Lord Kelvin, compartilhavam a visão de que a física clássica havia atingido seus limites.

Com o tempo, ficou evidente que a física clássica não conseguia explicar fenômenos que se tornaram centrais para a compreensão do universo. Por exemplo, a teoria da relatividade de Einstein foi fundamental para entender que, teoricamente, seria mais viável alcançar a borda do universo observável do que o sistema estelar mais próximo, Alfa Centauri, utilizando tecnologias convencionais.

O universo observável é maior do que sua idade sugere

O universo, com aproximadamente 13,7 bilhões de anos, possui um raio observável de cerca de 46 bilhões de anos-luz. Esse fenômeno ocorre porque, enquanto a luz viajava em nossa direção, o espaço ao seu redor se expandia. Essa expansão é comparável a um elástico sendo esticado enquanto um sinal percorre sua extensão, o que não deve ser confundido com o efeito Doppler.

A luz que observamos hoje de galáxias distantes foi emitida em um período em que essas galáxias estavam muito mais próximas. Contudo, durante o trajeto da luz, o espaço continuou a se expandir, resultando na distância atual de aproximadamente 46 bilhões de anos-luz.

Viajando pela galáxia a 1g

Imagine uma espaçonave equipada com propulsão por fusão nuclear. Embora pareça ficção científica, projetos em andamento, como o ITER na França e o Wendelstein 7-X na Alemanha, visam desenvolver tecnologias nessa direção. Com um sistema de propulsão nuclear, seria possível acelerar continuamente a 1g, equivalente à gravidade da Terra.

Uma vantagem dessa abordagem é que a tripulação experimentaria gravidade artificial sem a necessidade de engenhocas complexas, como anéis rotativos.

Embora existam limitações a serem consideradas, essa ideia é surpreendentemente realista, sem depender de conceitos exóticos, como a matéria com densidade de energia negativa necessária para um motor de dobra espacial, por exemplo.

Após menos de um ano sob essa aceleração, a espaçonave poderia alcançar velocidades relativísticas, iniciando em cerca de 10% da velocidade da luz, ou 30.000 km/s.

Entretanto, a velocidade não é o único fator importante; os efeitos associados, como a dilatação temporal, a contração do comprimento e o aumento da massa relativística, são cruciais. Esses efeitos trazem uma consideração importante sobre a natureza da viagem espacial.

Quando o tempo quase para

Segundo a Teoria da Relatividade Restrita de Einstein, o espaço e o tempo estão interligados em um espaço-tempo quadridimensional. Aqueles que se movem a velocidades próximas à da luz experimentam alterações na percepção do tempo e do espaço.

Para a tripulação, o tempo passa normalmente, mas para um observador externo, o tempo na nave parece desacelerar, podendo chegar a quase parar em situações extremas.

Além disso, as dimensões da nave se comprimem para quem está de fora, fazendo com que ela pareça menor. O aumento da massa relativística também faz com que a nave se torne progressivamente mais pesada à medida que sua velocidade aumenta, como se estivesse carregando uma carga invisível.

O intrigante é que, dentro da nave, os viajantes poderiam alcançar a borda do universo conhecido em algumas décadas, enquanto, do lado de fora, bilhões de anos se passariam.

Para retornar, seria necessário desacelerar com uma aceleração de 1g pelo mesmo tempo em que se acelerou, algo teoricamente viável em um intervalo de duas vidas humanas.

Contudo, uma nave nunca poderá atingir a velocidade da