Nós estamos flutuando em um grande oceano de espaço e tempo.
Neste oceano, os eventos que formam o futuro
estão acontecendo a cada instante.
Cada criatura e cada mundo, desde a mais remota estrela
deve a sua existência
às grandes e implacáveis forças da natureza
como também, aos pequenos acidentes.
Nós somos carregados com o nosso planeta ao redor do sol.
A Terra já fez mais de 4 bilhões de voltas em nossa estrela
desde sua criação.
O nosso sol já viajou pelo centro da galáxia Via Láctea.
Nossa galáxia está se movendo entre as outras galáxias.
Nós sempre fomos viajantes do espaço.
Estes pequenos grãos de areia são todos, aproximadamente, uniformes em seu tamanho.
Eles foram produzidos a partir de grandes rochas através das eras
batendo e friccionando, abrasão e erosão.
Conduzidas em parte pela lua e pelo sol distantes.
As raízes do presente jazem enterradas no passado.
Nós somos também viajantes do tempo.
Mas presos na Terra
nós temos pouco a dizer sobre onde vamos no espaço e no tempo
ou sobre nossa velocidade.
Mas agora nós estamos pensando em verdadeiras jornadas no tempo
e viagens reais para estrelas distantes.
Um punhado de areia contém cerca de 10 mil grãos
mais do que todas as estrelas que nós podemos ver
a olho nu em uma noite clara.
Mas o número de estrelas que nós podemos ver
é somente uma pequena fração do número de estrelas qe existem.
O que vemos a noite é um mero conhecimento superficial
das estrelas mais próximas
com um pouco do brilho vindo de estrelas mais distantes.
Enquanto isso, o cosmo é rico além das medidas.
O número de estrelas no universo
é maior do que todos os grãos de areia de todas as praias
do planeta Terra.
Há muito tempo, antes de nós descobrirmos que as estrelas são sóis distantes
elas pareciam para nós como figuras no céu.
Apenas siga os pontos.
A constelação Ursa Maior hoje na América do Norte
já teve várias encarnações.
Cada cultura, antiga ou moderna
teve seu totem e suas preocupações entre as estrelas.
De um intelectual chinês a uma carroça alemã.
Mas cada cultura antiga viu constelações diferentes
porque as estrelas movem-se em relação umas às outras.
Nós podemos dar a um computador as posições e os movimentos atuais das estrelas
e então viajar com os padrões de volta no tempo.
Cada constelação é um simples quadro em um filme cósmico
mas como nossas vidas são tão curtas
e porque os padrões das estrelas mudam vagarosamente
nós não percebemos seu movimento.
Um milhão de anos atrás, não havia a Ursa Maior.
Nossos ancestrais, olhando para cima e imaginando sobre as estrelas
viram outros padrões nos céus do norte.
Nós podemos também levar uma constelação, digamos, do Leão, para frente no tempo
e ver os padrões das estrelas no futuro.
Um milhão de anos na frente, Leão poderá ser renomeado
como a constelação do Rádiotelescópio.
Embora eu suspeite que os rádiotelescópios então serão obsoletos
como as lanças de pedra o são hoje.
Ou, aqui está a constelação Cetus, a baleia.
Um milhão de anos atrás, ela poderia ter sido chamada de outra coisa qualquer.
Talvez a Lança.
Agora, vamos avançar rapidamente através de um bilhão de noites.
Milhões de anos a partir de agora
alguma outra imagem diferente será desenhada no filme cósmico.
Em Órion, o Caçador, as coisas estão mudando
não somente porque as estrelas estão se movendo
mas também porque as estrelas estão evoluindo.
Muitas das estrelas de Órion são quentes, jovens e com pouco tempo de vida.
Elas nascem, vivem e morrem dentro de um lapso de apenas uns poucos milhões de anos.
Se nós avançarmos Órion no tempo
nós veremos os explosivos nascimentos e as mortes
de dúzias de estrelas
acendendo e piscando como vaga-lumes na noite.
Se nós esperarmos tempo suficiente, veremos a mudança das constelações.
Mas se nós avançarmos o suficiente, nós também veremos os padrões das estrelas se alterando.
Constelações bi-dimensionais
são somente a aparência das estrelas distribuídas através de três dimensões.
Algumas são escuras e próximas, outras são brilhantes mas estão mais afastadas.
Pode um viajante do espaço atualmente ver
a mudança dos padrões das constelações?
Para isso, você deve viajar aproximadamente para tão longe quanto a constelação está de nós.
Aqui, nós estamos viajando centenas de anos-luz
circulando todo o percurso ao redor das estrelas da Ursa Maior.
Habitantes de planetas de outras estrelas
verão constelações diferentes de nós
porque seus pontos de vista são diferentes.
Aqui nós estamos na constelação de Andrômeda
ou pelo menos um modelo dela, próximo da constelação de Perseus.
Andrômeda, na lenda Grega
foi a donzela que salvou Perseus
de um monstro marinho.
Esta estrela acima de mim é Beta Andrômeda
a segunda estrela mais brilhante na constelação
a 75 anos-luz da Terra.
A luz pela qual nós vemos a estrela
demora 75 anos atravessando o espaço interestelar
em sua jornada até a Terra.
No improvável evento onde Beta Andrômeda
tenha sofrido uma explosão na Terça-feira da semana passada
nós não saberemos pelos próximos 75 anos
até que essa interessante informação viaje na velocidade da luz
atravessando as enormes distâncias interestelares.
Quando a luz visível desta estrela terminar
sua longa viagem interestelar
o jovem Albert Einstein
trabalhando como um escrevente no escritório de Patentes na Suíça
estará publicando sua epopéia especial da teoria da relatividade
aqui na Terra.
Nós podemos ver
que o espaço e o tempo estão entrelaçados.
Nós não podemos olhar para o espaço
sem olhar para trás no tempo.
A velocidade da luz é muito rápida
mas o espaço tem muitos vazios
e as estrelas estão muito afastadas.
As distâncias as quais estamos conversando agora
são muito pequenas diante dos padrões astronômicos usuais.
Na verdade, a distância da Terra
ao centro da galáxia Via Láctea
é de 30 mil anos-luz.
Da nossa galáxia até a galáxia espiral mais perto de nós
chamada de M31
a qual está também dentro, o que significa atrás da
constelação de Andrômeda,
são 2 milhões de anos-luz.
Quando a luz que nós vemos hoje da M31 ...
iniciou sua jornada para a Terra
não haviam seres humanos
embora nossos ancestrais estavam evoluindo sutil
e muito rapidamente, para nossa forma atual.
As distâncias são muito grandes na astronomia.
A distância da Terra até o quasar mais distante
é de 8 a 10 bilhões de anos-luz.
Nós os vemos como eram antes da Terra ter se acumulado
antes da galáxia Via Láctea estar formada.
Os veículos espaciais mais velozes lançados pela espécie humana
são as espaçonaves Voyager.
Elas estão viajando a
10 milionésimos
da velocidade da luz.
As espaçonaves Voyager levarão 40 mil anos
para vencer a distância até as estrelas mais próximas
somente para alcançá-las, não para ultrapassá-las.
Mas há um método pelo qual nós podemos viajar
em um tempo convenientemente mais curto até as estrelas?
Nós podemos viajar em uma velocidade próxima à da luz?
O que há de tão mágico em relação à velocidade da luz?
Nós podemos viajar mais rápido que isso?
Parece que existe algo muito estranho
sobre a velocidade da luz.
Algo que fornece a chave
para nosso entendimento do tempo e do espaço.
A estória de sua descoberta
leva-nos até a Toscana no norte da Itália.
Existe algo de infinito sobre este lugar.
Um século atrás, provavelmente as coisas estariam como agora.
Se você viajasse por estas estradas no verão de 1895
você poderia ter encontrado um jovem alemão de 16 anos e cabelos compridos.
Seus professores tinham-lhe dito que ele não seria nada na vida
que sua atitude perturbava a disciplina da turma
que seria melhor ele deixar a escola.
Então o jovem veio até aqui
onde podia perambular por estas estradas
dando à sua mente rédeas soltas para explorar.
Um dia, ele começou a pensar sobre a luz
sobre como ela viajava rápido.
Nós sempre medimos a velocidade de um objeto em movimento
em relação a outra coisa.
Estou me movendo a cerca de 10 quilômetros por hora em relação ao solo.
Mas o solo não está parado.
A Terra está girando a mais de 1600 quilômetros por hora.
A Terra se movimenta em sua órbita ao redor do sol.
O sol está se movendo entre as estrelas, e assim por diante.
Era difícil para o jovem imaginar algum padrão absoluto
para medir todos estes movimentos relativos.
Ele sabia que as ondas sonoras são uma vibração do ar
e que sua velocidade é medida em relação ao próprio ar.
Mas a luz solar viaja pelo vácuo do espaço vazio.
"As ondas de luz se movem em relação a alguma outra coisa?"
"E se isso for verdade", ele imaginava, "em relação ao quê?"
O nome daquele adolescente
era Albert Einstein.
E suas meditações mudaram o mundo.
Ele tinha ficado fascinado com um livro publicado por Bernstein em 1869,
Livro Popular da Ciência Natural.
Aqui, em sua primeira página
havia uma descrição da incrível velocidade da eletricidade através dos fios
e da luz no espaço.
Einstein imaginava, talvez pela primeira vez, no norte da Itália,
como seria o mundo se pudéssemos viajar em uma onda de luz.
Viajar na velocidade da luz.
Que pensamento atraente e mágico para um jovem adolescente caminhando
nos campos salpicados e enfeitados pela luz solar.
Você não pode dizer se está em uma onda de luz se estiver viajando nela.
Se você começar na crista da onda
você permanecerá na crista e perderá toda a noção de estar em uma onda.
Alguma coisa estranha acontece na velocidade da luz.
Quanto mais Einstein pensava sobre o assunto, mais complicado ele se tornava.
Os paradoxos pareciam emergir de todos os lados
se pudéssemos viajar na velocidade da luz.
Certas idéias tinham sido aceitas como verdadeiras
sem uma reflexão cuidadosa.
Uma dessas idéias era sobre a luz e um objeto em movimento.
As imagens pelas quais nós vemos o mundo são feitas de luz
e são carregadas na velocidade da luz
a 300 mil quilômetros por segundo.
Você pode pensar que a minha imagem está se movendo à minha frente
na velocidade da luz mais a velocidade da bicicleta.
Se eu estiver me movendo na sua direção mais rápido que uma carroça
então minha imagem deve estar se aproximando de você muito mais rapidamente.
Minha imagem deve chegar mais cedo.
Mas na realidade você não ve qualquer demora.
Em uma colisão próxima, por exemplo, você vê tudo o que acontece de uma só vez.
Cavalo, carroça, desvio, bicicleta. Tudo simultaneamente.
Mas como pareceria se adicionássemos as velocidades?
Como estou indo na sua direção, você adiciona minha velocidade à velocidade da luz.
Então minha imagem deve chegar antes da imagem da carroça.
Eu estaria pedalando até você normalmente.
Para mim, uma colisão pareceria iminente.
Mas você me veria desviar sem nenhuma razão aparente
e colidir com nada.
Agora, a carroça não vai em sua diração.
Sua imagem chega somente na velocidade da luz.
Pareceria para mim que eu evitei a colisão
enquanto para você não tenha nem passado perto?
Em precisos experimentos de laboratório
os cientistas nunca puderam observar tais coisas.
Se o mundo deve ser compreendido
se nós evitamos paradoxos lógicos quando viajamos em grandes velocidades
então existem regras as quais devem ser obedecidas.
Einstein chamou estas regras de teoria da relatividade especial.
A luz de um objeto em movimento viaja na mesma velocidade
independente se o objeto é estacionário ou está se movendo.
"Não devo adicionar minha velocidade à velocidade da luz."
Também nenhum objeto material pode mover-se mais rapidamento do que a valocidade da luz.
Nada na física impede você de viajar perto da velocidade da luz.
99.9% da velocidade da luz será ótimo.
Mas não importa o quanto você lute
você nunca alcançará o décimo que falta.
Para o mundo ser logicamente consistente
deve haver um limite para a velocidade cósmica.
O estalo de um chicote pode ser ouvido porque sua ponta
se move mais rápido que a velocidade do som.
Ela causa uma onda de choque
um pequeno 'boom' sônico, no interior da Itália.
A detonação de um trovão tem uma origem semelhante.
A mesma coisa com o som de um avião supersônico.
Então porque a velocidade da luz é uma barreira e a velocidade do som não é?
A resposta não é simplesmente que
a luz viaja milhões de vezes mais rápido que o som.
Não é apenas um problema de engenharia como no caso do avião supersônico.
Ao invés disso, a barreira da luz é uma lei básica da natureza
tão básica quanto a gravidade.
Einstein encontrou sua estrutura absoluta para o mundo:
Esta robusta coluna entre todos os movimentos relativos do cosmo.
A luz viaja sempre rápido, não importando o movimento de sua fonte.
A velocidade da luz é constante, relativa a todas as outras coisas.
Nada pode nem mesmo competir com a luz.
A proibição de Einstein contra viajar mais rápido que a luz
parece colidir com as nossas noções de senso comum.
Mas porque deveríamos esperar que nossas noções de senso comum
sejam confiáveis em uma matéria como essa?
Porque a nossa experiência a 10 quilômetros por hora
constrangeria as leis da natureza
a 300 mil quilômetros por segundo?
A relatividade especial estabelece limites
sobre até onde os seres humanos poderão ir.
Não requer que o universo
esteja em perfeita harmonia com a ambição humana.
Imagine um lugar onde a velocidade da luz
não seja seu valor verdadeiro de 300 mil quilômetros por segundo
mas um pouco menos.
Digamos, 40 quilômetros por hora
realmente cumpridos.
Assim como no mundo real nós nunca alcançaremos a velocidade da luz
a ordem aqui ainda é
"É impossível viajar a velocidades maiores do que a da luz."
Nós podemos fazer experimentos imaginários sobre o que acontece próximo da velocidade da luz
aqui a 40 quilômetros por hora, a velocidade de uma lambreta.
Você não pode quebrar as regras da natureza. Não há castigos para isso.
O mundo real é este aqui
tão organizado de maneira que as transgressões não podem acontecer.
A tarefa dos físicos é achar que leis são essas.
Antes de Einstein, os físicos pensavam que
haviam quadros privilegiados de referência
alguns lugares e tempos especiais
contra os quais cada coisa tinha que ser medida.
Einstein encontrou uma noção similar nos afazeres humanos.
A idéia de que os costumes de uma nação em particular
sua Alemanha, ou a Itália ou qualquer outra nação
eram padrões através dos quais todas as outras sociedades deviam ser medidas.
Mas Einstein rejeitou o estridente nacionalismo de seu tempo.
Ele acreditava que cada cultura tinha seus próprios valores.
Também na física, ele compreendeu que
não haviam quadros de referência privilegiados.
Cada observador, em qualquer lugar, tempo ou movimento
deve deduzir as mesmas leis da natureza.
Uma velocidade é simplesmente a distância que você cobre em um determinado tempo
como qualquer garoto em uma lambreta sabe.
Uma vez perto da velocidade da luz
nós não podemos simplesmente aumentar a velocidade
as noções familiares de espaço e tempo absolutos
independentemente do seu movimento relativo, deixam de existir.
Isso porque, como Einstein mostrou
coisas estranhs acontecem perto da velocidade da luz.
Lá, nossas perspectivas convencionais de espaço e tempo
estranhamente mudam.
Seu nariz está um pouquinho mais perto de mim do que suas orelhas.
A luz refletida no seu nariz me alcança
um instante no tempo antes da luz que vem das suas orelhas.
Mas e se eu tiver uma câmera mágica
que me permita ver seu nariz e suas orelhas
precisamente no mesmo instante?
Com uma câmera dessas você poderia tirar algumas fotografias muito interessantes.
Paolo diz até logo ao seu pequeno irmão, Vincenzo...
e vai embora.
Eles agora está se movendo a mais do que a metade da velocidade da luz.
Ele está quase alcançando suas próprias ondas de luz.
Isso comprime as ondas de luz à sua frente
e sua imagem se torna azulada.
O comprimento de onda mais curto é o que torna azul as ondas de luz azuis.
Paolo também se torna mais magro na direção do movimento.
Isso não é uma ilusão de ótica.
Realmente acontece quanto você viaja próximo à velocidade da luz.
Enquanto ele passeia, ele deixa suas próprias ondas de luz esticadas atrás de si.
As ondas de luz longas são vermelhas.
Nós dizemos que sua imagem se distanciando é um desvio para o vermelho.
Agora Paolo sai para um pequeno passeio pelo lugarejo.
Ele experimenta algo muito estranho.
Tudo que ele vê está espremido
em uma janela à sua frente
azulada no centro, avermelhada nas bordas.
Para um observador parado, Paolo parecerá azulado quando se aproxima
e avermelhado quando se afasta.
Mas para ele, o mundo inteiro está vindo e indo
próximo à velocidade da luz.
As casas e as árvores do caminho que já passaram
ainda aparecem para ele nas bordas do seu campo de visão
mas distorcidos e avermelhados.
Quando ele desacelera, tudo volta à sua aparência normal.
Somente muito perto da velocidade da luz
o mundo visível fica espremido em um tipo de túnel.
Você veria estas distorções se viajasse próimo da velocidade da luz.
Algum dia, talvez, navegadores interestelares
usarão como referência as estrelas atrás deles
cujas imagens serão todas comprimidas juntas no visor na frente da nave.
O aspecto mais bizarro sobre viajar próxima a velocidade da luz
é que o tempo anda mais devagar.
Todos os relógios, mecânicos e biológicos
batem mais devagar próximo a velocidade da luz.
Mas relógios estacionários batem na sua velocidade normal.
Se viajamos perto da velocidade da luz
nós envelhecemos mais vagarosamente do que aqueles que ficaram na Terra.
A percepção de Paolo e seu senso interno de tempo mostram
que ele tinha estado longe de seus amigos por apenas alguns minutos.
Mas do ponto de vista deles, ele tinha se afastado por muitas décadas.
Seus amigos cresceram, mudaram-se ou morreram.
E seu jovem irmão esperou
pacientemente por ele todo este tempo.
Os dois irmãos experimentam o paradoxo da dilatação do tempo.
Eles encontraram a Teoria da Relativadade Especial de Einstein.
Vincenzo.
Este é apenas um experimento imaginário.
Mas as partículas atômicas viajando próximo a velocidade da luz
se deterioram mais lentamente do que as partículas estacionárias.
Apesar de parecer estranho e contra-intuitivo
a dilatação do tempo é uma lei da natureza.
Viajar próximo a velocidade da luz
é uma espécie de elixir da vida.
Porque o tempo anda mais devagar perto da velocidade da luz
a Teoria da Relatividade Especial nos
dá uma esperança de ir até as estrelas.
Esta região do norte da Itália não é somente o caldeirão
dos pensamento do jovem Albert Einstein
também é o lar de outro grande gênio
que viveu 400 anos antes.
Leonardo da Vinci.
Leonardo encantava-se em subir estas colinas
vendo o solo de uma grande altura
como se estivesse planando como um pássaro.
Ele desenhou as primeiras vistas aéreas
de paisagens, vilas, fortificações.
Estive falando sobre Einstein por estes caminhos de Vinci
nos quais Leonardo cresceu.
Einstein respeitava muito Leonardo
e seus espíritos, em algum sentido
ainda habitam estas paragens.
Entre os muitos feitos de Leonardo
na pintura, escultura, arquitetura na história natural,
na anatomia, geologia, engenharia militar e civil
ele tinha uma grande paixão.
Ele desejava construir uma máquina
que pudesse voar.
Ele fez esboços destas máquinas, contruiu modelos em miniatura
construiu protótipos maiores, e até em tamanho natural.
E nenhum deles chegou a funcionar.
Não haviam máquinas de capacidade adequada nem seu tempo.
A tecnologia apenas não estavam pronta.
Os desenhos, no entanto, eram brilhantes.
Por exemplo, esta máquina semelhante ao pássaro
no Museu Leonardo, no bairro de Vinci.
Os grandes desenhos de Leonardo encorajaram engenheiros em épocas posteriores
embora o próprio Leonardo estivesse muito deprimido com estas falhas.
Mas não era culpa sua
ele estava no século 15.
Um caso semelhante ocorreu em 1939...
quando um grupo de engenheiros chamados de Sociedade Interplanetária Britânica
decidiu desenhar uma nave
a qual pudesse levar pessoas até a lua.
Não era idêntico ao desenho
do foguete Apollo, o qual realmente levou pessoas até a lua anos depois.
Mas aquele desenho sugeriu que
uma missão até a lua poderia ser um dia
uma possibilidade prática da engenharia.
Hoje
nós temos esboços preliminares de naves
para levar pessoas para as estrelas.
Elas serão construídas em órbita da Terra e a partir de lá
elas serão lançadas em suas grandes jornadas interestelares.
Uma delas
é chamada de projeto Órion.
Utiliza armas nucleares
bombas de hidrogênio contra uma placa inerte.
Cada explosão oferecendo um "tuk-tuk", como
um barco nuclear no espaço.
Órion parece ser inteiramente possível
e esta em desenvolvimento nos Estados Unidos
até a assinatura de um tratado internacional
proibindo a explosão de armas nucleares no espaço.
Eu penso que a nave Órion seria o melhor uso para armas nucleares
fazendo com que as naves não fiquem limitadas sempre perto da Terra.
O Projeto Daedalus é um dos mais recentes
da Sociedade Interplanetária Britânica.
Ele assume a existência de um reator de fusão nuclear
algo mais seguro e mais eficiente
do que as usinas de fissão nuclear atualmente existentes.
Nós não temos ainda reatores de fusão.
Um dia, talvez em breve, nós teremos.
Órion e Daedalus devem viajar
a 10% da velocidade da luz.
Então uma viagem até Alpha Centauri, a 4,3 anos-luz de distância
levará 43 anos, menos do que a duração de uma vida humana.
Tais naves não podem viajar a uma velocidade próxima à da luz
porque os efeitos da desaceleração do tempo da Teoria da Relatividade Especial
torna-se importante.
Não parece provável que tais naves
possam ser construídas antes da metade do século 21
embora nós pudéssemos construir uma Órion atualmente.
Para viagens além das esterlas mais próximas, é necessário alguma coisa mais.
Talvez eles possam utilizar naves multi-geração
onde aqueles que chegassem ao destino seriam os remotos descendentes
daqueles que tivessem originalmente partido, séculos antes.
Ou talvez alguma forma segura de hibernação humana possa ser encontrada
para que os viajantes do espaço possam ser congelados e então descongelados
quando eles chegarem no seu destino, séculos depois.
Mas os vôos espaciais interestelares rápidos apoximando-se da velocidade da luz
são muito mais difíceis.
São um objetivo não para daqui há algumas centenas de anos
mas talvez sejam necessário mil ou dez mil anos
até que se tornem possíveis.
Um tipo de jato interestelar foi proposto
o qual reúne os átomos de hidrogênio
que flutuam entre as estrelas
acelerando-os em uma máquina de fusão e ejetando-os pela parte traseira.
Mas no espaço, há somente um átomo
para cada 10 centímetros cúbicos, um volume do tamanho de uma uva.
Para o jato interestelar funcionar
é preciso um coletor frontal
com centenas de quilômetros de diâmetro.
Quando atingir velocidades relativísticas, os átomos de hidrogênio estarão se movendo
em relação à espaçonave
próximo à velocidade da luz.
Se precauções não forem tomadas
os passageiros serão fritos por estes raios cósmicos induzidos.
Aqui está uma solução possível:
Um raio laser é usado para retirar os elétrons dos átomos
tornando-os eletricamente carregados enquanto ainda estiverem a alguma distância.
E um campo magnético extremamente forte
é usado para levar os átomos carregados para o coletor
ficando longe da espaçonave.
Este é um projeto de engenharia
sem precedentes na Terra.
Estamos falando de máquinas do tamanho de pequenos mundos.
Suponhamos que a nave seja projetada para acelerar a 1 g
para que nos sintamos confortáveis a bordo.
Nos aproximaríamos mais e mais da velocidade da luz
até o meio do trajeto de nossa jornada.
Então a nave gira
e nós desaceleramos a 1 g até nosso destino.
Durante a maior parte da viagem, a velocidade estaria próxima à da luz
e o tempo seria diminuído enormemente.
Mas quanto?
A estrela de Barnard pode ser alcançada por uma nave assim
em oito anos, tempo medido a bordo.
O centro da galáxia Via Láctea seria alcançado em 21 anos.
A glaáxia de Andrômeda em 28 anos.
Naturalmente, as pessoas deixadas na Terra
veriam as coisas de uma maneira um tanto diferente.
Ao invés dos 21 anos até o centro da galáxia
eles contariam 30 mil anos.
Quando nós voltássemos
muitos poucos dos nossos amigos viriam nos receber.
Em princípio, uma jornada destas
somando os pontos decimais para cada vez mais perto da velocidade da luz
talvez nos permitisse circunavegar o universo conhecido
em 56 anos, no tempo da nave.
Nós estaríamos de volta em algumas dezenas de bilhões de anos
no futuro longínquo
com a Terra em estado de cinzas
e o sol morto.
Vôos espaciais relativísticos tornam o universo acessível
para civilizações avançadas
mas somente para aqueles que partem na jornada
não para aqueles que ficam em casa.
Estes projetos são mais distantes
de uma espaçonave interestelar do futuro
do que os modelos de Leonardo
estão dos transportes supersônicos do presente.
Mas se nós não nos destruirmos
acredito que iremos, algum dia, aventurarmos nas estrelas.
Quando todo o nosso sistema solar estiver explorado
os planetas de outras estrelas atrairão nossa atenção.
As viagens no tempo e no espaço são interconectadas.
Para viajar rapidamente no espaço
é preciso viajar rapidamente para o futuro.
Nós estamos sempre viajando para o futuro, embora lentamente.
Mas e sobre o passado? Poderemos viajar para o ontem?
Muitos físicos pensam que isto é fundamentalmente impossível
que nós não poderemos construir uma máquina
que nos leve de volta no tempo.
Alguns dizem que mesmo que venhamos a construir tal máquina
não faríamos muita coisa.
Não poderíamos afetar significativamente o passado.
Por exemplo, suponha que você voltou para o passado
e de alguma maneira conseguiu evitar
que seus próprios pais se conheçam.
Porque, então você não poderia ter nascido
o que seria uma contradição, mas não é
uma vez que você certamente existe.
Outras pessoas pensam que
duas histórias alternativas têm igual validade
que elas correm em linhas paralelas, entrelaçadas no tempo
existindo lado a lado.
A história na qual você nunca nasceu
e a história que você conhece sobre você.
Talvez o próprio tempo possua muitas dimensões potenciais
a despeito do fato de estarmos condenados a experimentar
somente uma delas.
Agora, suponhamos que você possa voltar no passado
e realmente mudá-lo, vamos dizer, algo como
convencer a Rainha Isabel de Castela a não ajudar Cristóvão Columbo.
Então você teria colocado em ação
uma seqüência diferente de eventos históricos
os quais as pessoas que ficaram para trás de você em nossa linha de tempo
jamais conheceriam.
Se este tipo de viagem no tempo for possível
então todas as alternativas
imagináveis na história
podem de alguma forma realmente existirem.
Seia possível para um viajante do tempo
mudar o curso da história de uma forma mais ampla?
Bem, vamos pensar sobre isso.
A História consiste na sua maior parte
de um feixe completo de caminhos profundamente interligados
forças biológicas, econômicas e sociais
que não são facilmente desvendadas.
Os antigos Gregos imaginavam que o curso dos eventos humanos era como uma tapeçaria
criada por três deuses: os Destinos.
Os eventos pequenos e imprevisíveis geralmente não têm conseqüências duradouras.
Mas alguns ocorrem em situações críticas
e podem alterar o padrão da história.
Deve haver casos onde profundas mudanças foram feitas
por ajustes relativamente triviais.
Quanto mais anterior no passado for o evento, mais poderosa é sua influência.
E se o nosso viajante do tempo conseguisse convencer a Rainha Isabel
que a geografia de Colombo era errada?
Quase certamente, algum outro Europeu navegaria para o Novo Mundo.
Existiam muitos incentivos:
A atração no comércio de especiarias, melhorias na navegação
competição entre os poderios Europeus rivais.
A descoberta da América, em cerca de 1500, era inevitável.
Naturalmente, não teríamos selos postais mostrando Colombo
e a nação da Colômbia teria outro nome.
Mas o curso geral da história teria ocorrido quase que igualmente.
Para afetar o futuro profundamente
um viajante do tempo teria que fazer escolhas.
Ele provavelmente precisaria intervir em um número de eventos
cuidadosamente selecionados
para que houvesse mudanças no padrão da história.
É uma deliciosa fantasia
explorar estes mundos que nunca existiram.
Se você tivesse a máquina do tempo de H. G. Wells
talvez você pudesse compreender como a história realmente funciona.
Se um personagem aparentemente chave nunca tivesse vivido
por exemplo, o Apóstolo Paulo, ou Pedro, o Grande, ou Pitagóras
de que forma o mundo seria diferente?
E se a tradição científica
dos antigos gregos
tivesse prosperado e florescido?
Muitos fatores sociais simultâneos seriam necessários
para tornar as coisas diferentes
incluindo um sentimento comum
de que a escravidão seria algo correto e natural.
Mas e se aquela luz que brilhou
no Mediterrâneo oriental há 2500 anos atrás
não tivesse acontecido?
E se a experimentação e o método científico
tivessem sido vigorosamente perseguidos
2000 anos antes da revolução industrial
da nossa revolução industrial?
E se o poder desta nova forma de pensar, o método científico
tivesse sido apreciado por todos?
Eu creio que nós poderíamos ter economizado 10 ou 20 séculos.
Talvez as contribuições que Leonardo fez
teriam sido feitas 1000 anos antes
e as contribuições de Einstein aconteceriam 500 anos atrás.
Estas pessoas não poderiam
ter feito essas contribuições
porque elas viveram somente na sua linha de tempo.
Se o espírito jônico tivesse vencido
nós poderíamos estar agora, penso eu, nos aventurando entre as estrelas.
Nós poderíamos nesse momento estar fazendo nossas primeiras investidas
retornando com resultados surpreendentes de Alfa Centauro
ou da Estrela de Barnard, ou Sirius ou ainda Tau Ceti.
Haveriam grandes frotas
de transportes interestelares
sendo construídas na órbita da Terra,
outras naves pequenas, naves de inspeção não tripuladas,
naves de carreira para imigrantes, talvez
grandes naves comerciais
para lavrar os espaços entre as estrelas.
Em todas essas naves haveriam símbolos
e inscrições nas laterais.
As inscrições, se olhássemos de perto
estariam escritas em Grego.
O símbolo
talvez, seria o dodecaedro.
E a inscrição nas laterais das naves interestelares
seria algo como:
"Nave Estelar Teodoro, do Planeta Terra."
Se você fosse um viajante do tempo realmente ambicioso
você poderia não querer brincar com a história humana
ou mesmo interrompê-la para examinar a evolução na Terra.
Ao contrário, você viajaria de volta
para testemunhar a origem do nosso sistema solar
a partir do gás e da poeira existente entre as estrelas.
Cinco bilhões de anos atrás
uma nuvem interestelar sofreu um colapso para formar nosso sistema solar.
Muitos pedaços de matéria gravitaram para o centro
e acabaram formando o sol.
Pedaços menores de matéria tornaram-se os planetas.
Muito tempo atrás, houve um tipo de seleção natural entre os mundos.
Aqueles em órbitas altamente elípticas acabaram colidindo e sendo destruídos
mas os planetas em órbitas circulares tenderam a sobreviver.
Mas se os eventos tivessem sido um pouco diferentes
A Terra poderia nunca ter-se formado
e um outro planeta em outra distância do sol existiria.
Nós devemos a existência do nosso mundo
a diversas colisões aleatórias em uma nuvem há muito desaparecida.
Logo, a massa central tornou-se muito quente.
Reações termo-nucleares iniciaram e o sol se acendeu
inundando o sistema solar com a sua luz.
Mas os pequenos caroços de matéria
poderiam nunca ter alcançado estas temperaturas tão altas
não gerando essas reações termo-nucleares.
Elas tornam a Terra e os outros planetas
aquecidos não de dentro, mas principalmente pelo sol distante.
O crescimento continuou até que
quase todo o gás e poeira e pequenos planetóides
fossem varridos pelos planetas sobreviventes.
Nosso viajante do tempo poderia testemunhar
as colisões que construíram os mundos.
Exceto para os cometas e asteróides
o caos do prematuro sistema solar foi reduzido
a uma notável simplicidade:
Nove ou mais planetas principais em órbitas quase circulares
e algumas poucas dúzias de luas.
Agora, vamos dar uma outra olhada.
Se nós vemos o sistema solar da sua borda
e movemos o sol para fora da vista, para a esquerda
nós observamos que os pequenos planetas terrestres
aqueles com uma massa equivalente à da Terra, tendem a estar mais próximos do sol.
Os planetas grandes como Júpiter e outros tendem a estar muito mais longe do sol.
Mas é assim que deveria ser?
Cálculos feitos no computador sugerem
que podem haver muitos sistemas similares entre as estrelas
com os planetas terrestres e os jovianos na mesma disposição.
Mas alguns sistemas podem ter planetas Jovianos e terrestres misturados.
Podem haver grandes mundos como Júpiter mergulhando em outros céus.
Raramente, os planetas Jovianos podem permanecer próximos a uma estrela
e os terrestres sendo arrastados em longas distâncias interestelares.
Nosso arranjo familiar de planetas
é o único, talvez típico, caso
na vasta expansão dos sistemas.
Freqüentemente, um planeta grande acumula tanto gás e poeira
que as reações termo-nucleares começam a ocorrer.
Torna-se um segundo sol.
Um sistema de estrela dupla é formado.
Da maioria destes mundos, a vista deve ser deslumbrante.
Nenhum deles será idêntico à Terra.
Poucos serão hospitaleiros. Muitos parecerão hostis.
Onde existem dois sóis no céu
cada objeto projetará duas sombras.
Que maravilhas estão nos esperando
nos planetas das estrelas próximas?
Serão eles radicalmente diferentes do nosso mundo
com inimagináveis e exóticas formas de vida?
Talvez em um ou dois séculos
quando nosso sistema solar estiver todo explorado
nós também tivermos colocado o nosso planeta em ordem.
Então nós sairemos para as estrelas
e os mundos vizinhos que as cercam.
Nesses dias, nossas máquinas e nossos descendentes
se aproximarão da velocidade da luz, deslizarão pelos anos-luz
aprendendo à frente do tempo, procurando novos mundos.
Einstein nos mostrou que isto é possível.
Viajaremos simultaneamente
para os planetas distantes e para o futuro.
Alguns mundos, como esse aqui
parecerão como uma vasta nebulosa de gás
os remanescentes de uma estrela
que uma vez existiu.
Em todos esses céus, de constelações exóticas
ricas e distantes
pode haver uma lânguida estrela amarela
talvez pouco visível a olho nu
talvez visível somente através de um telescópio.
A estrela lar de uma frota de transportes interestelares
explorando essa região tão pequenina
da grande galáxia Via Láctea.
Os temas espaço e tempo são interligados.
Mundos e estrelas, assim como pessoas
nascem, vivem e morrem.
O tempo de vida de um ser humano é medido em décadas.
Mas o tempo de vida de um sol
é centenas de milhões de vezes mais longo.
A matéria é muito mais velha que a vida.
Bilhões de anos antes do sol e da Terra terem se formado
os átomos estavam sendo sintetizados nos interiores de quentes estrelas
e então devolvidos ao espaço quando essas estrelas se explodiram.
Os planetas formados mais recentemente foram feitos desses restos de estrelas.
A Terra e cada coisa viva é feita de matéria das estrelas.
Mas como foi lento, em nossa perspectiva humana, essa evolução da vida
desde as moléculas dos primitivos oceanos até a primeira bactéria.
A evolução não é imediatamente óbvia para todos
porque se move muito lentamente e demora muito tempo.
Como poderiam criaturas que vivem somente setenta anos
detectar eventos que demoraram 70 milhões de anos para acontecerem?
Ou 4 bilhões?
Ao tempo em que os animais unicelulares tinham evoluído
a história da vida na Terra estava ainda pela metade.
Não muito longe de nós, você pode pensar
mas atualmente quase todos os ingredientes químicos básicos da vida
estão estabelecidos.
Esqueça nossa perspectiva humana de tempo.
Do ponto de vista de uma estrela
a evolução estava tecendo intricados novoc padrões
da matéria estelar no planeta Terra, e muito rapidamente.
Muitas linhas evolucionários tornaram-se extintas.
Muitas linhas estagnaram-se.
Se as coisas tivessem acontecido um pouquinho diferente
uma pequena mudança de clima, digamos, ou
uma nova mutação
ou a morte acidental de simples organismo diferente
toda a história futura da vida poderia ser muito diferente.
Talvez a linha para uma espécie inteligente tecnológica
tenha que passar pelos vermes.
Talvez os mestres atuais do planeta
tivessem que ter ancestrais diferentes.
Nós poderíamos nunca ter evoluído.
Outro alguém, alguém muito diferente
poderia estar aqui em nosso lugar, talvez cogitando sobre suas origens.
Mas não foi assim que aconteceu.
Há uma seqüência particular de acidentes ambientais
e mutações aleatórias no material hereditário.
Uma linha de tempo particular para a vida na Terra
neste universo.
Como resultado, os organismos dominantes no planeta hoje
vieram dos peixes.
Ao longo do caminho, muito mais espécies foram extintas do que as existentes hoje.
Se a história tivesse uma trama ligeiramente diferente
alguns desses organismos extintos poderiam ter sobrevivido e prosperado.
Mas ocasionalmente, uma criatura que embora tenha sido extinta
centenas de milhões de anos atrás
volte a ser viva e saudável.
O celacanto, por exemplo.
Por 3,5 bilhões de anos, a vida aconteceu exclusivamente na água.
Em uma grande aventura de tirar o fôlego
ela é levada para a terra.
Mas se as coisas tivessem sido um pouco diferente
as espécies dominantes poderiam ainda estar no oceano
ou ter desenvolvido espaçonaves para carregá-las para fora do planeta.
Dos nossos ancestrais, os répteis
muitas linhas bem sucedidas se desenvolveram
incluindo os dinossauros.
Alguns eram rápidos, hábeis e inteligentes.
Um visitante de outro mundo ou de outro tempo
poderia pensar neles como a onda do futuro.
Mas depois de aproximadamente 200 milhões de anos eles foram repentinamente extintos.
Talvez um grande meteorito tenha colidido com a Terra
lançando fragmentos no ar, bloqueando a luz do sol
e matando as plantas que os dinossauros comiam.
Eu imagino o primeiro momento em que eles perceberam que algo estava errado.
Os sucessores dos dinossauros vieram da mesma linha de répteis
mas eles sobreviveram à catástrofe que destruiu seus primos.
Novamente, existiram muitos ramos que se tornaram extintos.
E se os eventos tivessem sido um pouco diferente
aqueles ramos poderiam ser a forma dominante hoje.
Por 40 milhões de anos, um visitante não teria ficado impressionado
por estas criaturas tímidas e pequenas
mas elas se transformariam em todas as famílias de mamíferos de hoje.
E isso inclui os primatas.
Cerca de 20 milhões de anos atrás, um viajante do tempo
poderia ter reconhecido esses sujeitos como promissores
brilhantes, rápidos, ágeis, sociáveis, curiosos.
Seus ancestrais foram uma vez átomos feitos nas estrelas
depois simples moléculas, simples células
pólipos presos no fundo do oceano
peixes, anfíbios, répteis.
Mas então eles desceram das árvores e ficaram de pé.
Eles desenvolveram um cérebro enorme
desenvolveram cultura, inventaram ferramentas
domesticaram o fogo.
Descobriram a linguagem e a escrita.
Desenvolveram a agricultura.
Construiram cidades e forjaram metal.
E ultimamente, eles sonham com as estrelas
das quais partiram 5 bilhões de anos antes.
Nós somos matéria das estrelas
a qual tomou seu destino em suas próprias mãos.
O tear do tempo e do espaço
trabalha nas mais surpreendentes transformações da matéria.
Nosso próprio planeta é somente uma pequena parte
da vasta tapeçaria cósmica
uma fábrica de mundos ainda desconhecidos.
Estes mundos no espaço são incontáveis, mais do que
todos os grãos de areia de todas as praias da Terra.
Cada um daqueles mundos é tão real quanto o nosso.
Em cada um deles, há uma sucessão de
incidentes, eventos, ocorrências as quais influenciam seu futuro.
Mundos incontáveis, momentos inumeráveis
uma imensidão de espaço e tempo.
E em nosso pequeno planeta, nesse momento
aqui, nós estamos defronte de um ponto crítico na história.
O que nós fizermos com nosso mundo agora
se propagará através dos séculos
e afetará fortemente o destino de nossos descendentes.
Está dentro do nosso poder a destruição de nossa civilização
e talvez de toda nossa espécie.
Se nós capitularmos para a superstição
ou ganância ou estupidez
nós podemos mergulhar nosso mundo em uma escuridão mais profunda do que
a que ocorreu entre o colapso da civilização clássica e a Renascença Italiana.
Mas nós também somos capazes
de usar nossa compaixão e nossa inteligência
nossa tecnologia e nossa abundância
para fazer uma vida mais abundante e significativa
para cada habitante desse planeta
aumentando enormemente nossa compreensão do universo
e levando-nos para as estrelas.
Em nossa seqüência com a lambreta
nós mostramos como a paisagem parecia
se estivéssemos próximos da velocidade da luz.
Inspirado nesta seqüência
Ping-Kang Hsiung na Universidade Carnegie Mellon
produziu uma animação de computador.
Isso é o que você veria se estivesse viajando em velocidades normais
por este entrelaçamento de vermelho e azul.
Mas isso é como pareceria
se você estivesse viajando perto da velocidade da luz.
Estamos há provavelmente muitos séculos de distância de viajar nessa velocidade
e experimentar a dilatação do tempo.
Mas mesmo assim, pode não ser rápido o suficiente
se nós quisermos viajar para algum lugar distante na galáxia
e então voltar à Terra em nossa própria época.
Alguns anos após concluir a série Cosmos
eu dediquei um tempo a escrever um romance.
Um romance sobre uma viagem
ao centro da galáxia Via Láctea.
Eu estava disposto a imaginar seres e civilizações
muito mais avançados que nós
mas não queria ignorar as leis da física.
Haveria, mesmo em teoria, uma forma de ir muito rapidamente
a uma distância de 30 mil anos-luz da Terra?
Perguntei ao meu amigo
Kip Thorne, do Instituto de Tecnologia da Califórnia.
Ele é um perito na natureza do espaço e tempo.
Kip pensou um instante
e então respondeu com cerca de 50 linhas de equações
as quais mostravam que uma civilização realmente avançada
poderia estabelecer e manter abertor os 'buracos de minhoca'
os quais nós podemos comparar com tubos através da quarta dimensão
conectando a Terra com outro lugar
sem ter que atravessar a distância que os separa.
Algo parecido com o que faz um verme em uma maçã.
Eu estava feliz com essa possibilidade
e usei-a como enredo para escrever Contato.
Mas tais 'buracos de minhoca' através do espaço
também pareciam máquinas do tempo, pelo menos para mim.
E também usei essa noção no romance Contato.
Kip Thorne e seus colegas provaram mais tarde, pelo que parece
que viajar no tempo dessa maneira era possível.
Aqui, veja isso.
A questão importante a ser explorada agora
é se tal viagem no tempo pode ser feita consistentemente
com as causas precedendo os efeitos, digamos, ao invés de segui-los.
A natureza planejaria isso
para que mesmo com uma máquina do tempo, você não pudesse intervir
para prevenir sua própria concepção, por exemplo?
Mesmo se uma máquina do tempo desse tipo seja realmente possível
está longe de nossas tecnologias atuais.
Mas talvez outros seres muito mais avançados que nós
estejam viajando no distante futuro e no remoto passado
não meramente 40 anos atrás na Terra
mas para testemunhar a morte do sol, digamos
ou a origem do cosmo.