Waldir@Artiletra

Um problema que tem vindo a afectar as explorações espaciais é o da propulsão. É que é preciso muita energia para obter a velocidade de escape da gravidade da Terra (cerca de 40.000 km/h, ou 11 m/s). Além disso, os métodos que hoje utilizamos (combustão de hidrogénio) são, além de caros, lentos – pois, considerando as enormes distâncias interestelares, levaríamos 100 mil anos para atingir a estrela mais próxima.

Assim, a primeira medida a ser tomada de modo a possibilitar viagens mais longas no espaço (e consequentemente o contacto com outras civilizações mais afastadas – a não ser que estas possuam os meios necessários para virem elas ter connosco) é o tratamento da questão do tempo, pois não é prático que uma viagem dure mais que o tempo de uma vida humana, a despeito das inúmeras histórias de ficção científica que idealizam uma nave cuja viagem dure várias gerações, ao longo das quais a tripulação vai se regenerando, como se fosse uma comunidade isolada na Terra, ou então viagens com os tripulantes em hibernação (congelados, num processo chamado criogenação, que significa, literalmente, “conservação pelo frio”). No entanto, correr-se-ia o risco de a tripulação perder o interesse inicial da missão e, por exemplo, querer voltar para a Terra, que, já para a segunda geração, não passaria de lembranças nostálgicas que lhes foram contadas pelos progenitores – isso no primeiro exemplo –, ou então, de não haver nenhum cérebro humano para tomar decisões se ocorresse alguma situação crítica, considerando que a nave estaria sendo comandada por um computador durante a hibernação da tripulação – na segunda hipótese. Por outro lado, seria a própria população na Terra que possivelmente perderia o interesse pela missão, ou porque o objectivo da mesma já perdera a actualidade, ou porque os mentores da missão já estariam mortos, ou simplesmente por terem esquecido – sem contar que a língua teria evoluído, quiçá até impossibilitando a troca de informações. Portanto, parece-me claro que se deveriam descartar em primeira hipótese as viagens cuja duração ultrapasse o tempo de vida humano.

Posto isto, podemos enumerar 2 vias de realizar essas viagens.

A primeira é aumentar o tempo da vida humana. Essa ideia não é nova – embora tenha surgido por outras razões –, remontando à antiguidade, ou até, quem sabe, à Pré-História (quem sabe quais foram as aspirações dos nossos antepassados?), tendo nós um elucidativo e relativamente bem conhecido exemplo à mão: a alquimia, da qual um dos três objectivos principais era encontrar o elixir da vida eterna. Visto que uma viagem espacial mais ou menos longa e dentro dos limites de aceleração suportados pelo corpo humano demoraria mais que o tempo de vida de um ser humano, essa seria uma questão a ponderar – até porque teremos em breve essa possibilidade, com a rápida evolução da ciência genética. É claro que se deverão considerar bem os prós e os contras, mas isso caberá a quem decidir, pelo que, e devido também a não ser esse um tema fundamental para o presente artigo, não vou me alongar mais sobre o assunto.

A segunda via (repare-se que estas vias não são mutuamente exclusivas, podendo ser combinadas para obter melhores resultados) diria respeito ao aumento da velocidade, mas dentro dos limites acima referidos – embora na prática se pudesse acelerar um humano até velocidades próximas da da luz, desde que a aceleração não fosse acentuada – naturalmente, isso implicaria uma longa distância, suficiente para que a velocidade, em “lento” acréscimo, atinja o píncaro pretendido, na primeira metade da viagem, passando a outra metade a desacelerar à mesma razão.

Antes de me alongar mais sobre este assunto de aumentar a velocidade, gostaria de chamar a atenção para um aspecto importante desta questão: trata-se da relatividade do tempo a altas velocidades. É que, segundo a teoria da relatividade geral de Einstein, quanto mais se se aproximar da velocidade da luz, mais se distorce o tempo, que passaria de modo acentuadamente diferente para o viajante e para o espectador na Terra. Por exemplo, se a velocidade aumentar para metade da velocidade da luz, o tempo será 13% mais lento. Se a velocidade for de 99% da velocidade da luz, o tempo passaria 7 vezes mais devagar – um minuto ficaria reduzido a 8,5 segundos; a 99,9% o factor de distorção do tempo é de 22, e, a 99,999%, o tempo seria 700 vezes mais lento. Mas o tripulante de uma nave a essa velocidade não sentiria que o tempo estaria a passar mais lentamente, como se a vida estivesse a decorrer em câmara lenta – de facto, o seu próprio pensamento seria mais lento, ao mesmo ritmo: tudo estaria a decorrer normalmente para ele. No entanto, se o hipotético viajante pudesse ver um relógio na Terra, veria os ponteiros a andar num ritmo estranhamente rápido. Um famoso exemplo desse efeito é o conhecido Paradoxo dos Gémeos: dois gémeos, João e Pedro, resolveriam fazer uma experiência, indo o Pedro para o espaço numa viagem a uma estrela a 10 anos-luz de distância, ficando o João na Terra. Como a viagem se realizaria a 99% da velocidade da luz, para o Pedro a viagem só duraria 3 anos, devido ao tempo que para ele passaria mais lentamente, enquanto que para o João e para todo o resto do universo que estivesse a mover-se a velocidades muito mais baixas, passariam 20 anos – 10 para a ida e 10 para o regresso. Assim, quando o Pedro regressasse, teria envelhecido apenas 3 anos, estando por outro lado o João 20 anos mais velho. Já não seriam, portanto, gémeos, com uma diferença de 17 anos entre ambos. E se a viagem tivesse decorrido a 99,999% da velocidade da luz, o Pedro poderia chegar ao centro da galáxia em 28 anos… enquanto que na Terra teriam passado já 20.000 anos. Este exemplo é elucidativo o suficiente para servir de alerta a possíveis situações resultantes de viagens a velocidades próximas da luz.

Outro grande problema também relacionado com Einstein é que, além de alterar o tempo, velocidades próximas da da luz aumentam a massa da nave. Isto acontece por, tal como demonstra a mais conhecida fórmula de Einstein, a equação E=mc2, a energia poder ser transformada em massa e vice-versa, sendo o factor de câmbio o descrito na referida equação. De facto, um corpo em movimento em movimento possui, além da energia que a sua massa representa, a energia cinética que o seu movimento lhe confere. Assim, quanto mais se acelera um corpo, maior será a sua energia total, e, portanto, a massa correspondente, sendo por isso necessário cada vez mais combustível (energia) para o mover. Este fenómeno acontece com todos os corpos em movimento, mas como as velocidades usuais são muito baixas, não se produz energia cinética suficiente para alterar significativamente a massa do corpo. Na verdade, mesmo uma pequena quantidade de massa representa uma quantidade enorme de energia (o que se pode confirmar pelo poder devastador das bombas atómicas, que utilizam este princípio), enquanto que, por outro lado, apenas muita energia acumulada pode ser convertida em quantidades significantes de massa, o que acontece por o factor de conversão na equação de Einstein, c2 (c é a velocidade da luz, quase 300.000 km/s) ser tão grande (300.00 já o é, quanto mais 300.000 ao quadrado!). Mas, por outro lado, há que considerar a outra face da questão, pois no vácuo espacial praticamente não há atrito, pelo que uma nave a uma velocidade determinada continuaria em frente quase em movimento uniforme (se não colidir com nenhum asteróide ou coisa parecida) devido à inércia. E, não havendo influências gravíticas significativas, a aceleração exigiria muito menos energia que a que, pelo senso comum, poderíamos deduzir que fosse necessária para uma nave do tamanho das actuais.

Esclarecido este ponto, analisemos agora mais de perto as diferentes formas de aumentar a velocidade.

Absorção magnética de combustível (hidrogénio) do espaço – este método consiste em construir naves que possuam uma espécie de funil na parte frontal, com 3000 km de raio, que por efeito magnético absorveria combustível (hidrogénio) do espaço, à razão de um átomo por metro cúbico. Esse hidrogénio seria depositado nos tanques (inicialmente cheios para a descolagem e a primeira parte da viagem) durante o decorrer da viagem. O método de produção de energia seria ainda o químico (combustão), mas, teoricamente, a nave poderia atingir 99,999% de c.

Energia Nuclear – A nave Daedalus, concebida pela Sociedade Interplanetária Britânica, mover-se-ia por explosões nucleares em vez de combustão química. Pequenas esferas congeladas de deutério e hélio libertar-se-iam à razão de 250 por segundo numa câmara de combustão. Um laser provocaria a explosão de cada bola. A nave alcançaria 12% de c e chegaria a Alfa Centauro A, a estrela mais próxima do Sistema Solar, a 4,3 anos-luz, em 50 anos. Um mecanismo semelhante seria usado pela Orion, uma nave de 400.000 toneladas, que, atingindo 3% de c, chegaria a Alfa Centauro em 140 anos.

Vela solar – Esta hipótese considera o uso de um laser superpotente à órbita da Terra, que, com energia solar, propulsionaria uma nave dotada de uma vela gigantesca (cerca de 1000 km de diâmetro). A ideia, concebida já há algumas décadas, por Robert Forward, um físico da Nasa, permitiria a uma nave realizar uma viagem de 4,5 anos-luz em 20 anos. O Starswip, veículo de transporte interestelar, seria acelerado pelos fotões do laser até 50% da velocidade da luz em 1,6 anos. Uma viagem à estrela Epsilon Eridani, a 10,8 anos-luz de distância, duraria 21,6 anos. Considerando as vantagens de tecnologia, economia, entre outras, este será possivelmente o primeiro modelo de nave interestelar a ser utilizado – o tempo o dirá.

Antimatéria – A reacção matéria-antimatéria contém a mais alta densidade de libertação de energia conhecida. Assim, o método é um dos favoritos quando se fala em viagens interestelares. Uma nave movida a antimatéria teria 700 m de comprimento e 15.000 toneladas de peso. O anti-hidrogénio (que se aniquila imediatamente em contacto com a matéria) seria guardado em reservatórios, da parede interna dos quais estaria separado por um potente campo magnético. Pequenas porções seriam desviadas magneticamente por estreitos túneis e conduzidos à câmara de combustão, onde seriam postas em contacto com hidrogénio, libertando energia pelo escape com 21 metros. A nave atingiria 21% da velocidade da luz, e alcançaria Alfa Centauro em 43 anos. A antimatéria é, no entanto, muito difícil de produzir, tanto mais não é que, actualmente, são produzidos apenas meros nanogramas, em laboratórios especiais, como o Fermilab ou o CERN, custando bilhões. Mas outros métodos de produção de antimatéria estão a ser estudados: há teorias que prevêem a existência de antimatéria no espaço, o que produziria os espaços em branco (ou melhor, em negro) verificados a grande escala no cosmo, estando os corpos concentrados em faixas, em vez de uniformemente distribuídos pelo espaço - antimatéria essa que poderia ser recolhida usando o mesmo processo referido anteriormente para captar hidrogénio do espaço; por outro lado, uma experiência de Thomas Cowan no Laboratório Lawrence Livermore, na Califórnia mostrou ser possível produzir antimatéria passando um laser com um bilhão de watts de potência através de uma exótica sanduíche de ouro e urânio, diminuindo assim consideravelmente os custos de produção de antimatéria; e outros desenvolvimentos futuros poderão vir a determinar a viabilidade ou não desta hipótese.

Teleportação – experiências recentes provaram ser possível a teleportação (à velocidade da luz) de um raio laser. Espera-se que, mais tarde, possa ser possível a teleportação de matéria, e, quiçá, de seres vivos (logo, nós humanos também). Mas este é um campo anda em gestação, pelo que muito não se pode dizer.

Buracos de Verme – verdadeiros atalhos no espaço, os buracos de verme são entidades cujo centro é uma singularidade do tipo das que se encontram no “fundo” dos buracos negros. Essa singularidade é um ponto infinitamente pequeno que contém uma densidade infinitamente grande – extremos que levam ao nome que lhes foi dado.
Crê-se que, se um copo de água colapsar em rotação, a singularidade resultante seria, não um ponto, mas um anel, que permitiria – se fosse suficientemente grande e estável – a passagem de humanos para o outro lado. Sendo estruturas bastante efémeras e instáveis, seria necessário a descoberta de um material especial que gerasse antigravidade, impedindo as paredes do “buraco” de colapsar.
Os buracos de verme têm uma forma parecida com dois funis unidos pelo gargalo, estando cada extremidade num ponto distinto do espaço, mas sendo necessário muito menos tempo para o atravessar do que percorrer normalmente toda a distância de uma ponta à outra. É como se se dobrasse uma folha de papel, se furasse um buraco em cada uma das metades e se colasse as extremidades de um tudo a esses buracos. Ir da extremidade A à B do tubo seria muito mais rápido do que ir de A a B dando a volta ao papel dobrado. Esse engenhoso esquema permitir-nos-ia, paradoxalmente, viajar mais depressa que a luz – pois esta percorreria o espaço normal, ou seja, “daria a volta ao papel”.

Taquiões – outro método de ultrapassar a luz. Taquiões são partículas, previstas por recentes teorias, que viajariam sempre a velocidades superiores à da luz. Supõe-se, para isso, que a “barreira da luz” tenha dois lados (como, aliás, têm todas as barreiras). Assim, tal como para nós “do lado de cá”, que precisamos de cada vez mais energia para atingir velocidades próximas das da luz, também os taquiões se retardariam cada vez mais com o incremento da sua energia, mas sem descer mais que a velocidade da luz.
Se fosse possível realizar teleportações com taquiões, poderíamos atingir a estrela mais próxima em 5 segundos – esse período de tempo seria o mesmo para os viajantes e para os homens que ficassem na Terra. Poder-se-ia percorrer a galáxia num minuto; as galáxias mais longínquas estariam a uma semana de distância. Com raios de taquiões, todo o universo seria apenas o que o mundo hoje é para nós.