As fórmulas da teoria da relatividade nos mostram ser impossível para um corpo com massa viajar a velocidade da luz, pois seria necessária uma quantidade infinita de energia para tal feito. Contudo, apenas para matar nossa curiosidade, neste artigo, vamos fazer um experimento mental para entender como seria a percepção do tempo para um observador viajando à 299.792.458 m/s, ou seja, à velocidade da luz.
Imagine uma cena onde um observador A está dentro de uma espaçonave, jogando uma bola de tênis para frente. Imagine ainda, que um observador B está do lado de fora da nave, na superfície terrestre, e seja capaz de assistir a tudo o que acontece dentro da nave. Nesse primeiro momento, a espaçonave está parada, e ambos observadores concordam com o que estão vendo: uma bola de tênis viajando a uma determinada velocidade dentro de uma espaçonave. Vamos considerar que essa bola esteja se afastando do observador A, à 50 km/h.
Imagem: Ciência Mundo
Imagine agora que essa espaçonave esteja viajando em sentido a estrela Alpha Centauri, a 4,24 anos luz de distância da Terra. Segundo a Teoria da Relatividade Restrita, se nessa cena a espaçonave estiver se deslocando em movimento linear uniforme, o observador A continuará a assistir a mesma coisa que ele assistiria se a espaçonave estivesse parada, ou seja, a bola continua se afastando à 50 km/h. Já o observador B, que está na superfície terrestre, assistirá à bola se afastando mais devagar do observador A, do que ele normalmente assistiria se a espaçonave estivesse parada. Esse é o fenômeno da dilatação temporal que nós mencionamos na introdução deste artigo. Quanto mais rápido a espaçonave estiver se movendo, mais devagar o tempo passará dentro da nave. Assim, à medida que a velocidade da espaçonave aumenta, o observador B vê a bola se afastando do observador A mais devagar ainda.
Vamos imaginar agora uma situação hipotética extrema, onde a espaçonave está viajando à velocidade da luz! Como nesse cenário, o observador B, que está na superfície terrestre, vê o observador A, que está dentro da espaçonave arremessando a bola, se mover à velocidade da luz, poderíamos concluir que a bola está viajando à soma da velocidade da luz mais 50 km/h, certo? Contudo, se a Teoria da Relatividade Restrita nos mostra que nada pode ser mais rápido do que a luz, então o que está acontecendo dentro da espaçonave? Como a espaçonave já está à velocidade da luz, a bola não pode se afastar um milímetro sequer do observador A, pois essa já é a velocidade limite do nosso universo. A única forma de se satisfazer a relatividade nesse contexto é mantendo a bola parada na frente do arremessador durante o movimento do referencial. Desta forma, na visão do observador B, esta cena em que o observador A arremessa a bola de tênis ficará “congelada” durante toda a viagem!
No nosso universo, quem está na velocidade da luz não experimenta o tempo!
Enquanto o observador B tem que esperar 4,24 anos para a espaçonave viajar da Terra até Alpha Centauri, na percepção do observador A, que está na nave, esta viagem ocorre em um piscar de olhos, ou seja, instantaneamente.
Esse comportamento do nosso universo produz uma série de consequências bizarras, não só físicas, mas também filosóficas. Inicialmente, o fenômeno da dilatação temporal extrema possibilita viajarmos longas distâncias sem termos que perceber o tempo. Teoricamente, um observador viajando à velocidade da luz conseguiria chegar a qualquer lugar do universo visível, ainda em vida! Contudo, isso seria uma “passagem só de ida”, já que, dependendo da distância, quando esse observador voltar, não reconhecerá mais ninguém (e talvez nada), pois terão passados muitos anos para quem ficou “estacionado” na Terra(MINAMI, 2001).
Vale reforçar, que, o que estamos especulando aqui é apenas um experimento mental já que, viajar a velocidade da luz só é possível para uma partícula sem massa. Como essas partículas não são entidades conscientes, nenhum desses efeitos bizarros teria alguma consequência assombrosa, pois elas não são capazes de perceber nada. Um observador consciente jamais alcançaria esta velocidade.
Caso o fóton fosse uma entidade consciente, essa “percepção do tempo” não existiria. Fótons que chegam na terra têm a mesma imagem (ou “memória”) do momento em que eles foram produzidos, não importa há quanto tempo isso tenha acontecido. Fótons produzidos no núcleo do Sol, por exemplo, podem levar milhares de anos para chegar até a sua superfície e mais 8 minutos para chegar até o nosso planeta. Outros produzidos no Big Bang, levam 13,7 bilhões de anos para chegar à Terra. Porém, na perspectiva do fóton, isso seria o mesmo que saltar de um átomo para outro, ou seja, instantâneo(PACHECO, 2021).
Alguns pesquisadores afirmam, no entanto, que essa dilatação máxima dificilmente é experimentada, mesmo pelo fóton, pois o “vazio” do universo não é um vácuo perfeito, ou seja, possui retardadores. Logo, fótons produzidos no Big Bang, e que estariam colidindo só agora com a nossa atmosfera, estariam experimentando alguns meses de “vida” em seu referencial, e não instantaneidade, em virtude desses retardadores(STEINHARDT, 2007).
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Referências
GREENE, Brian. O universo elegante: supercordas, dimensões ocultas e a busca da teoria definitiva. Companhia das Letras, São Paulo, 2001.
MINAMI, Y. Space propulsion physics toward galaxy exploration. J Aeronaut Aerospace Eng, v. 4, n. 2, 2015.itiva. Companhia das Letras, São Paulo, 2001.
PACHECO, José AF. Sondando o universo primitivo com as ondas gravitacionais. Cadernos de Astronomia, v. 2, n. 2, p. 81-81, 2021.
STEINHARDT, Paul J.; TUROK, Neil. Endless universe: Beyond the big bang. Broadway, 2007.
Cite-nos
SANTOS, Gabriel. Por que a luz não experimenta o tempo? Ciência Mundo, Rio de Janeiro, mar. 2021. Disponível em: . Acesso em: .
Graduado em Sistemas de Informação pela FEUC-RJ e mestre em Representação de Conhecimento e Raciocínio pela UNIRIO. Fábio é editor e fundador do portal Ciência Mundo. É dedicado à produção de conteúdos relacionados a astronomia, física, arqueologia e inteligência artificial.
