Dark: 8 perguntas sobre a ciência por trás da série alemã

Com viagem no tempo e realidades paralelas, a série alemã Dark tem feito sucesso. Julieta Fierro, pesquisadora do Instituto de Astronomia da Universidade do México, responde perguntas enviadas por leitores da BBC News Mundo.

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

Se você assistiu à série alemã Dark, um sucesso na Netflix na América Latina, certamente deparou com esses conceitos científicos ao acompanhar as aventuras de Jonas, Martha e outros habitantes de Winden.

Relacionadas

Qual é a velocidade da Terra? É tanto número que um velocímetro iria pirar

Você ou covid: quem corre mais riscos com a luz UV e o túnel de ozônio?

Mancha achada no meio do Sol poderia ou não ser um tardígrado?

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

Oito foram selecionadas e apresentadas a Julieta Fierro, pesquisadora do Instituto de Astronomia da Universidade Nacional Autônoma do México (UNAM), que tem mais de 50 anos como disseminadora científica.

Veja os principais trechos das respostas a seguir:

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 em um determinado tempo. Por exemplo, um carro a 10km/h é mais lento que um carro a 60 km/h.

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

Vamos supor que estamos em um carro estacionado e outro passa a 60 km/h. Mediríamos essa velocidade como 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 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 chega em nossa direção e estamos parados, medimos 300.000 km/s.

Se o raio de luz chega em nossa direção 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 nós nos movermos 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, assim, explicou a queda dos corpos.

Mas Einstein disse que não. Se você pegar 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 um caminho curvo. Se você atirar outra bola em outra direção em outro momento, ela tem uma curvatura diferente. Se você jogá-la mais rápido ou mais devagar, ele tem 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 fizer uma volta, como um satélite que gira em torno da Terra, significa que o tempo também poderia fazer 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, vamos do passado para o futuro.

Mas se é uma linha curva, como é o espaço, então 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. Já se tentou fazer isso, 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 conseguem escapar.

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

Então alguém poderia dizer "Ah! Então você pode viajar no tempo!" Mas não é fácil.

Se estivermos fora do buraco negro e começarmos a cair, levaremos um tempo infinito para cair dentro do buraco.

Toda a informação que chega ao buraco negro permanece na crosta e levaria muito tempo para cair dentro do buraco negro.

Portanto, embora teoricamente alguém possa entrar em um buraco negro e sair por um buraco branco, é muito difícil.

Pode-se pensar: e se eu nascer no buraco negro quando ele se formar? Em seguida, um buraco de minhoca é criado no buraco branco, e poderia sair por aí.

O problema é que também levaria um tempo infinito para fazer isso.

Por enquanto, não há como percorrer buracos de minhoca através de buracos negros usando buracos brancos.

4. O que são buracos de minhoca?

A conexão entre um buraco negro e um buraco branco.

5. É possível que existam mundos paralelos?

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

Mais de 4 mil 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 muito em breve.

Penso que a questão é se existem universos paralelos.

Vamos supor que eu possa realmente passar por um ciclo do 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 para o passado, o que aconteceria? Viajo para o passado e o altero.

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

A ideia é que naquele momento um universo paralelo seja gerado, um universo totalmente desconectado deste e onde eu não existo.

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

São universos desconectados aos quais não temos acesso e que poderiam ter leis diferentes da física entre si: poderia haver prótons com massas diferentes, cargas onde a gravidade seria diferente e assim por diante.

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

Foram feitos estudos com partículas elementares e foi descoberto que para elas não há diferença entre o futuro e o passado.

Sabemos que existem outras dimensões. Vou dar um exemplo.

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

Um ímã de geladeira, aquela coisinha pequena, vence toda a Terra. Ela, em sua vastidão, é menos poderosa do que aquele pequeno ímã.

Portanto, não se entende por que a gravidade é tão fraca em comparação com as outras forças da natureza. Só é perceptível quando existe muita, em um buraco negro, em um planeta, no Sol.

A ideia é que, na realidade, o nosso universo tem mais dimensões e que estão dobradas em si mesmas.

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

A ideia é que, no universo, há mais dimensões e que a gravidade é como uma lixa que vive em uma dessas dimensões, e só vemos um pouco dela.

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

É por isso que a força da gravidade é tão fraca se comparada às forças eletromagnéticas, porque quase toda sua potência está em outra dimensão.

7. O que é emaranhamento quântico?

Essa é outra coisa bonita que chocou Einstein.

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

Essas duas partículas podem estar entrelaçadas, ou seja, elas giram as duas na mesma direção. E então essas duas partículas, uma vez que se ligam, podem se separar muito longe.

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

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

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

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

E é possível que exista um objeto na Terra e outro em outra galáxia, e instantaneamente ele vire. Isso foi testado em laboratório.

8. O que é a partícula de Deus? É possível criá-la?

Se você tiver uma caixa branca e começar a remover as partículas, pode achar que está criando um vácuo. Mas é impossível fazer um vácuo total.

Mas vamos supor 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, que é chamada de energia do 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 de vácuo. O que acontece é que muita energia foi produzida e isso também nos faz pensar que pode haver uma enorme diversidade de universos.

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

*Produção e redação: Analía Llorente e Carlos Serrano