Com viagens no tempo e realidades paralelas, a série alemã Dark foi bem-sucedida. Julieta Fierro, pesquisadora do Instituto de Astronomia da Universidade do México, responde às perguntas enviadas pelos leitores da BBC News Mundo.

Viagem no tempo, universos paralelos, teoria da relatividade, buraco de minhoca, partícula de Deus …

Se você assistiu a série alemã Dark, um sucesso da Netflix na América Latina, certamente encontrou esses conceitos científicos ao acompanhar as aventuras de Jonas, Martha e outros moradores de Winden.

A BBC News Mundo, o serviço de espanhol da BBC, convidou os leitores a enviar perguntas científicas relacionadas ao enredo da série.

Oito foram selecionados e apresentados a Julieta Fierro, pesquisadora do Instituto de Astronomia da Universidade Nacional Autônoma do México (UNAM), que é disseminadora científica há mais de 50 anos.

Veja os principais trechos das respostas abaixo:

1. As viagens no tempo são teoricamente possíveis?

Sim, claro. Quando (Albert) Einstein propôs suas primeiras teorias, ele percebeu que tempo e espaço estavam intimamente relacionados.

Para entender, a velocidade de um objeto é a distância que ele percorre a qualquer momento. Por exemplo, um carro a 10 km / h é mais lento que um carro a 60 km / h.

E a velocidade também é algo que é medido em relação ao observador.

Suponha que estejamos dentro de um carro estacionado e outro a 60 km / h. Mediríamos essa velocidade em 60 km / h.

No entanto, se nos movermos a 60 km / h na mesma direção que o carro em movimento, poderíamos conversar com a pessoa no outro carro e teríamos uma velocidade de 0 km / h.

Por outro lado, se o carro se mover em nossa direção e nós na direção oposta, mediríamos uma velocidade de 120 km / h.

Ou seja, para a nossa vida cotidiana, a velocidade de um objeto depende do observador.

Mas Einstein percebeu que a velocidade da luz é constante. Se um raio de luz nos atinge e ainda estamos, medimos 300.000 km / s.

Se o raio de luz nos atinge e nos movemos na mesma direção que o raio de luz, medimos 300.000 km / s novamente. E se o feixe se mover em nossa direção e seguirmos na direção oposta, também mediremos 300.000 km / s.

A velocidade da luz é constante, independentemente da velocidade do observador.

Einstein também percebeu que havia outra maneira de explicar o que Isaac Newton estava dizendo. Newton disse que os objetos celestes atraem outros, que a Terra atrai a maçã e que o Sol atrai os planetas e, portanto, explica a queda dos corpos.

Mas Einstein disse que não. Se você pegar as bolas e jogá-las em direções diferentes, pode-se dizer que cada bola segue a curvatura do espaço-tempo.

Você joga uma bola e ela tem uma trajetória curva. Se você atirar outra bola em outra direção em outro momento, ela terá uma curvatura diferente. Se você toca mais rápido ou mais devagar, há outra curvatura no espaço-tempo. Ou seja, ele propôs uma explicação alternativa.

Mas se o espaço é curvado de acordo com esta definição de velocidade, distância e tempo, o tempo deve necessariamente ser curvado.

Portanto, se o espaço dá uma volta, como um satélite que gira em torno da Terra, significa que o tempo também pode dar uma volta. Em outras palavras, o tempo não é linear.

É muito difícil definir o tempo, mas podemos medi-lo. Se o tempo é uma linha reta, passamos do passado para o futuro.

Mas se é uma linha curva, como o espaço, o tempo também pode ter curvas e loops, ou seja, podemos voltar no tempo. A ideia é teórica.

2. Existe uma relação entre a física nuclear e a possibilidade de viagem no tempo ou universos paralelos?

A física nuclear estuda partículas elementares. Por outro lado, essas viagens no tempo têm a ver com o universo em larga escala, com o macrouniverso, com buracos negros.

Os átomos têm dimensões e são muito menores.

Portanto, a física das partículas elementares não poderia ser trabalhada do ponto de vista da mecânica macroscópica, isto é, dos objetos celestes, das pessoas. Isso foi tentado, o que é chamado de unificação da física, mas não foi alcançado.

Não podemos explicar macro fenômenos com a mecânica quântica, nem explicar a mecânica quântica com macro fenômenos, é totalmente diferente.

Partículas elementares podem estar em dois lugares ao mesmo tempo, elas têm propriedades de onda.

3. É possível que o tempo não seja linear?

Sim. Em nossa vida cotidiana, não vemos essa curvatura do espaço-tempo, mas as coisas que caem no buraco negro não podem escapar.

Em teoria, quando um buraco negro se forma, um buraco branco é criado imediatamente. Há uma distorção no espaço-tempo, e as partículas que entram no buraco negro saem através do buraco branco.

Então alguém pode dizer “Ah! Então você pode viajar de volta no tempo!” Mas não é fácil.

Se sairmos do buraco negro e começarmos a cair, levaremos um tempo infinito para cair no buraco.

Toda a informação que chega ao buraco negro permanece na crosta e levaria muito tempo para cair no buraco negro.

Portanto, mesmo que em teoria alguém possa entrar em um buraco negro e sair por um buraco branco, é muito difícil.

Alguém poderia pensar: o que acontece se eu nascer no buraco negro quando ele se formar? Em seguida, um buraco de minhoca é criado no buraco branco, e pode dar a volta.

O problema é que também levaria uma quantidade infinita de tempo para fazer isso.

Por enquanto, não há como perfurar buracos negros através de buracos negros.

4. O que são buracos de minhoca?

A conexão entre um buraco negro e um buraco branco.

5. É possível que haja mundos paralelos?

A definição de um mundo paralelo é ambígua. Poderia ser um mundo semelhante à Terra.

Mais de 4.000 planetas extra-solares semelhantes à Terra foram descobertos nos últimos anos. E como apenas algumas estrelas foram estudadas, é provável que planetas muito parecidos com a Terra sejam encontrados em breve.

Penso que a questão é se existem universos paralelos.

Suponha que eu possa passar por um ciclo de tempo no passado.

Estamos procurando um caminho, porque a ciência não tem resposta. A ciência se dedica a fazer perguntas e encontrar respostas, mas sabe que essas respostas não são a verdade. A verdade não existe.

E os cientistas sabem disso. Portanto, sempre temos em mente que as coisas podem mudar.

Então, se pudéssemos viajar no tempo, o que aconteceria? Viajo para o passado e mudo.

Vamos usar o exemplo clássico: eu mato minha avó. Então, como é possível que eu esteja aqui conversando com você?

A idéia é que naquele momento um universo paralelo será gerado, um universo totalmente desconectado dele e onde ele não existe.

E pode haver um número infinito desses universos: um que é igual a esse, mas no qual você tem cabelos de outra cor ou outra coisa.

São universos desconectados aos quais não temos acesso e que podem ter leis físicas diferentes entre eles: poderia haver prótons com massas diferentes, cargas onde a gravidade seria diferente etc.

6. Atualmente, existem experimentos que tentam entrar em uma dimensão desconhecida?

Estudos com partículas elementares foram realizados e descobriu-se que para eles não há diferença entre o futuro e o passado.

Sabemos que existem outras dimensões. Deixe-me lhe dar um exemplo.

Todas as forças da natureza são mais ou menos igualmente poderosas, exceto a gravidade.

Um imã de geladeira, essa coisinha, conquista toda a Terra. Em sua vastidão, é menos poderoso do que aquele pequeno ímã.

Portanto, não se entende por que a gravidade é tão fraca em comparação com as outras forças da natureza. Ele só mostra quando há muito, em um buraco negro, em um planeta, no Sol.

A ideia é que, na realidade, nosso universo tenha mais dimensões e que eles estejam comprometidos consigo mesmos.

Se você pegar uma folha de papel, ela tem duas dimensões: altura e largura. Mas se você fizer um tubo pequeno e ficar longe, verá uma linha. Ou, se eles colocassem na minha frente, eu veria um ponto, porque as dimensões da folha são dobradas sobre si mesmas.

A idéia é que no universo haja mais dimensões e que a gravidade seja como uma lixa que vive em uma dessas dimensões, e só vemos um pouco disso.

E como quase toda a gravidade está em outra dimensão, não a detectamos nessas quatro dimensões, as três espaciais e as temporais, às quais estamos acostumados.

É por isso que a força da gravidade é tão fraca em comparação com as forças eletromagnéticas, porque quase toda a sua força está em outra dimensão.

7. O que é emaranhamento quântico?

Essa é outra coisa linda que surpreendeu Einstein.

Eu tenho dois elétrons ou dois prótons que giram em seu eixo como um topo e giram em direções opostas.

Essas duas partículas podem ser entrelaçadas, ou seja, ambas giram na mesma direção. E então essas duas partículas, uma vez reunidas, podem se separar muito longe.

Estamos acostumados ao fato de que o mais rápido que podemos enviar informações está na velocidade da luz. Então, se eu enviar luz a Plutão, levarei quatro horas para chegar lá.

Um sinal de rádio ou televisão percorre 300.000 quilômetros por segundo. É impossível ir mais rápido. É por isso que os satélites demoram tanto.

O problema das partículas emaranhadas é que, se as separarmos e girarmos a direção de uma, a outra girará instantaneamente.

Isso surpreendeu Einstein porque ele achava impossível, que o mais rápido era a velocidade da luz.

E pode haver um objeto na Terra e outro em outra galáxia, e ele gira instantaneamente. Isso foi testado em laboratório.

8. Qual é a partícula de Deus? É possível criá-lo?

Se você tem uma caixa branca e começa a remover partículas, pode pensar que está criando um vácuo. Mas é impossível fazer um vácuo total.

Mas suponha que fosse possível. Existem laboratórios onde isso é feito: na medida do possível, todo o ar é removido de uma caixa.

O problema é que sempre há energia na caixa, chamada energia de vácuo. Mas essa energia de vácuo tem flutuações e, de repente, elas podem produzir a partícula.

Isso aconteceu com o nosso universo, que surgiu do nada, devido a uma flutuação do vácuo. O que acontece é que muita energia foi produzida e também nos faz pensar que pode haver uma grande diversidade de universos.

Claro que pode ser criado, é por isso que é chamada partícula de Deus, porque vem do vazio, do nada.

* Produção e escrita: Analía Llorente e Carlos Serrano.