A BARREIRA DA VELOCIDADE DA LUZ E OS UNIVERSOS-BEBES.
Por Gelson Rocha


Desde de que o grande Fisico alemao Albert Einstein publicou
sua famosa Teoria da Relatividade Especial afirmando que nada
pode viajar mais rapidamente que luz, que nossa ciencia encarou
este limite como uma barreira intransponivel, praticamente
confinando a humanidade a viver eternamente em nosso
insignificante canto do universo. Mais precisamente, a viver
nas redondezas do nosso sistema solar que, como todos sabem,
esta localizado em um dos bracos espirais da Via Lactea, bem
afastado do centro da galaxia. Mas, sera que esta e realmente
a palavra final sobre o assunto? Muitos cientistas ainda
acreditam que sim. Por outro lado, todos concordam que seria
agradavel saber que talvez um dia possamos viajar aos confins
do universo ou, como faz a nave Enterprise do seriado "Jornada
nas Estrelas", explorar novos mundos, novas vidas, novas
civilizacoes audaciosamente indo onde nenhum homem jamais
esteve...

Com o desenvolvimento da Mecanica Quantica muitos dos limites
existentes na Fisica classica foram ultrapassados como,
por exemplo, o "efeito tunel" que possibilita o movimento
de particulas atraves das barreiras de energia. Do mesmo
modo, nossa ciencia comeca a descobrir que a velocidade
da luz nao e exatamente uma barreira para os sonhos e
anseios da humanidade, principalmente quando lidamos
com fenomenos relacionados com a Cosmologia, tais como:
os buracos negros, os buracos de minhoca, a expansao
do universo ou a propria natureza do espaco-tempo em
que vivemos. Ha sugestoes de que esse limite possa ser
superado e, ate mesmo, ja existem algumas descobertas
que mostram a possibilidade de partes longinquas do
universo se comunicarem quase que instantaneamente.
Certamente vamos precisar de alguma coisa desse tipo
para que viagens a outras estrelas possam se tornar
uma realidade e, sendo mais necessario ainda, para
que viagens a outras galaxias se tornem um projeto
viavel no futuro.


BURACOS DE MINHOCA

A materia que penetre em um buraco negro pode, em teoria,
ser transportada para algum outro lugar. Essa transferencia
de materia pode, aparentemente, realizar-se atraves de
distancias enormes, milhoes ou bilhoes de anos-luz, em
um periodo de tempo minimo. Tais transferencias nao podem
ocorrer da maneira ordinaria, uma vez que o transporte de
massa ainda e teoricamente limitado pela velocidade da luz.
Assim, transferir materia, da maneira usual, a distancias
de bilhoes de anos luz, deveria tambem levar um tempo de
bilhoes de anos ( tempo = espaco / velocidade). Por
conseguinte, esta transferencia so pode ocorrer por
outros caminhos ou percursos. Ou seja, a transferencia
deve ocorrer atraves de tuneis ou pontes que nao tem,
falando-se em termos rigorosos, as carateristicas que
conhecemos e definimos para o tempo em nosso universo.
Este percurso e as vezes chamado de PONTE DE EINSTEIN-ROSEN
ou, mais pitorescamente, de "Buraco de Minhoca" ou "Buraco
de Verme".

Se a massa atravessa o buraco de minhoca e aparece de repente
a um bilhao de anos-luz de distancia, novamente no espaco
ordinario, alguma coisa deve acontecer para equilibrar
esta grande transferencia na distancia. Os cientistas
supoem, entao, que essa passagem impossivelmente rapida
pelo espaco e equilibrada por uma passagem compensatoria
pelo tempo, de modo que a massa pode ressurgir em um
indeterminado periodo de tempo no passado. Assim, alem
de permitir superar a barreira da velocidade da luz criando
atalhos (ou como alguns preferem, Portais) no espaco-time,
os buracos de minhoca tambem atuariam como fendas no tempo.


PRINCIPIO DA INCERTEZA

O Principio da Incerteza, foi enunciado pela primeira vez
em 1927, pelo Fisico Werner Heinsemberg, e mostra a
impossibilidade de se elaborar qualquer metodo para
determinar exatamente e ao mesmo tempo a posicao e o
momento de qualquer objeto. Lembrando que o momento e
definido como sendo o produto da massa pela velocidade
do corpo. Assim, quando falarmos em momento de um corpo,
fica subentendido que o mesmo se aplica a sua velocidade.

Na mecanica classica, se a posicao e o momento de cada
particula, num sistema isolado, sao conhecidos exatamente
num certo instante, o comportamento exato das particulas
do sistema pode ser previsto em qualquer instante futuro.
Podemos examinar facilmente um pendulo balancando ou uma
corda vibrando e descrever precisamente o seu movimento.
Mas os movimentos de um eletron nao podem ser observados
diretamente. A razao e evidente quando consideramos os
instrumentos existentes para a observacao. Para observar
um eletron, deve-se utilizar outros eletrons ou, talvez,
fotons de luz ou raios X. Essas particulas perturbam o
eletron, mudando o seu movimento, aproximadamente no
instante em que o sinal atinge o observador. O sistema
eletronico nao esta agora como estava anteriormente.
Nenhuma comprovacao exata pode ser feita sobre o resultado
da experiencia, assim nao e uma informacao completa ou
verificavel. Em vista disso, deve-se adotar o ponto de
vista de que nao e significativo procurar uma equacao
que descreva o movimento ou posicao de um eletron que
revele mais do que possamos conhecer.

Nao e possivel especificar a velocidade exata do eletron
quando ele esta numa posicao particular. Do mesmo modo,
o principio da incerteza tambem diz que nao e possivel
especificar exatamente a energia da particula em um instante
particular. Em principio, e possivel medir qualquer dos
dois, a posicao ou o momento de uma particula (mas nao
ambos) com qualquer precisao pre-estabelecida. Mas a
medida da posicao perturba a medida do momento (ou da
velocidade) e vice-versa. O limite da certeza que estamos
discutindo envolve o conhecimento simultaneo de ambos,
a posicao e o momento[1].

A relacao que descrevem este limite minimo em Dx (delta x),
a incerteza na posicao, e em Dp (delta p), a incerteza no
momento, e dada por:
Dx . Dp >= h/2.(pi)
(foi o que deu para escrever sem as letras gregas).

(A incerteza na posicao multiplicado pela incerteza no
momento e igual ou maior que h dividido por 2 PI, onde h
e a constante de Planck)

O que o principio diz na realidade e que mesmo que tenhamos
instrumentos ideais nunca poderemos obter resultados
melhores do que o expresso pela equacao acima. Observemos
tambem que esta envolvido o produto de incertezas, de
forma que, por exemplo, quanto mais modificarmos uma
experiencia para melhoramos a medida da velocidade, mais
abrimos mao de poder determinar de forma precisa sua posicao.
Ou, se conhecermos exatamente sua posicao (x = 0), nada
saberemos a respeito de seu momento ou velocidade
(v = infinito). Portanto, a restricao nao e em relacao
a precisao com que o momento ou a posicao podem ser
medidos, mas em relacao ao produto das duas grandezas
numa medida simultanea de ambos. Para nos, o fato
importante aqui e que uma analise desta equacao mostra
que quanto mais exatamente a posicao da particula e
conhecida, mais rapidamente sua velocidade (ou seu momento)
vai ao infinito.


UNIVERSOS-BEBES

Em 1973, um dos grandes fisicos Teoricos da atualidade,
Stephen Hawking, investigando as consequencias da aplicacao
do Principio da Incerteza nos Buracos Negros, descobriu que
estes corpos nao sao tao negros assim. Eles emitiriam
radiacao e particulas em uma taxa constante. Quando Hawking
anunciou esta sua descoberta em um congresso realizado em
Oxford, seus resultados foram recebidos com incredulidade
geral. No entanto, diversos cientistas repetiram os seus
calculos e confirmaram esta notavel descoberta. Mas, como
a radiacao pode escapar do forte campo gravitacional de
um Buraco Negro? E o que o Principio da incerteza tem a
ver com isso?

Uma maneira e compreender que o Principio da Incerteza,
como vimos acima, permite que particulas se movam com
VELOCIDADES MAIORES QUE A DA LUZ, pelo menos em distancias
curtas. Isso permite que particulas e radiacao atravessem
o horizonte de eventos (limite a partir do qual os objetos
nao poderiam mais fugir da forte atracao gravitacional)
e consigam escapar do Buraco Negro.

Como consequencia da aplicacao do principio da incerteza, a
saida de objetos de um Buraco Negro e possivel e, em funcao
dessa emissao constante de radiacao e particulas, o buraco
negro gradualmente perdera massa. Quanto mais massa ele perder,
maior vai ser a taxa de emissao de particulas. Assim, depois
de um certo tempo, sua massa se reduzira a zero e ele
desaparecera por completo de nosso universo. Mas, o que
aconteceria com os objetos, inclusive eventuais espaconaves,
que tiverem caido ou penetrado no Buraco Negro? Ainda
segundo os estudos realizados por Stphen Hawking, estes
objetos desembocarao num pequeno universo-bebe, so deles.
Um universo pequeno e independente que se separa da nossa
regiao do universo e que eventualmente pode se reincorporar
a nossa regiao do espaco-tempo[2]. Podemos supor que nao
e impossivel que existam diversos universos espalhados
pelo "cosmos" que podem, em alguns casos, se reincorporar
ao nosso universo. Novamente, o caminho, ponte ou atalho
que uniria estes universos seriam os buracos de minhoca.

Apesar da Teoria da Relatividade Especial, publicada por
Einstein em 1905, dizer que nada pode superar a velocidade
da luz, nossa ciencia ja comeca a descobrir alguns possiveis
meios de superar esta barreira. Alem disso, a Teoria Geral
da Relatividade, publicada em 1916, abre uma enorme possibilidade
para resolver o problema do limite da velocidade da luz,
quando define a gravidade como uma entidade associada a
curvatura do espaco-time. Gracas a Einstein e aqueles que
o seguiram, o proprio tecido do universo esta repleto de
possibilidades...

Bibliografia:

[1] R.M. Eisberg e R. Resnick - Mecanica Quantica
[2] S. Hawking, Buracos Negros, Universos-bebes e outros ensaios.