Tempo e espaço mudam de lugar em um buraco negro, mas por quê?

Você sabia que existe um objeto astronômico no qual o espaço e o tempo realmente trocam de lugar? Como funciona? E o que exatamente significa “trocar espaço e tempo”? Bem, vamos descobrir. Imagine que você está em uma espaçonave. O veículo só pode se mover em linha reta. Seu caminho leva a algum ponto inevitável e você não tem ideia do que está por vir. Você só pode esperar que não seja nada de ruim. Enquanto isso, tudo ao seu redor é uma loucura completa. Uma colagem caótica de muitos eventos históricos. O que você vê? Antigos humanos e dinossauros? O nascimento do universo? Um futuro? Quem sabe. É assim que o universo se pareceria se trocássemos tempo e espaço. E, teoricamente, é isso que você veria se caísse em um buraco negro e de alguma forma conseguisse sobreviver. Mas seria possível?

Em primeiro lugar, vamos discutir “tempo” e “espaço”. Imagine desenhar uma lâmpada em uma folha de papel. Em seguida, pegue mais uma folha e desenhe como ela se iluminou. Agora, é apenas um pequeno círculo de luz. Outra folha — o círculo de luz vai crescendo. Vai ficando cada vez maior, até que, finalmente, se transforma em um enorme círculo. Na vida real, a lâmpada acende em um piscar de olhos, porque a velocidade da luz é a mais rápida do universo. Mas aqui, em nossos desenhos, simulamos a propagação da luz quadro a quadro. Vemos como com o tempo a luz cresceu de um pequeno ponto até um grande círculo. Mas se você conectar esses círculos... A forma resultante não te lembra algo? Por exemplo... Um cone? Sim, exatamente. Isso é chamado de “cone de luz”. E o “tempo” é o eixo central desse cone. Por quê? Porque a luz se transforma de um pequeno ponto em um grande círculo ao longo do tempo. Para lembrar, vamos desenhar um “vetor de tempo” — uma flecha dentro do cone. Vai do passado para o futuro.

Enquanto isso, os círculos são o “espaço”. No espaço, podemos nos mover como quisermos, em qualquer direção. Podemos nos mover para cima, ou para baixo, em zigue-zagues e assim por diante. Mas, não importa os zigue-zagues que desenhemos, estamos sempre avançando ao longo da linha do tempo. Não podemos voltar no tempo e não podemos pará-lo. Isso nos ajuda a definir “tempo” e “espaço”. O tempo é a direção na qual o cone de luz é orientado. Esta é a direção para onde nos levam todos os nossos caminhos, e onde está inevitavelmente o nosso futuro. E o espaço é toda a variedade de direções perpendiculares à linha do tempo. Este é um gráfico direto. Se pudesse ser aplicado a todo o universo, então o tempo fluiria da mesma forma em todos os lugares. No entanto, se você assistiu a pelo menos alguns filmes populares de ficção científica, sabe que esse não é o caso. Na realidade, o tempo pode ser uma loucura! Por exemplo, se você está relaxando perto de um buraco negro, o que serão 2 horas para você podem ser 20 anos para seu amigo na Terra. Mas por quê? Respire fundo. Agora, a gravidade entra em ação. “Oh, eu sei sobre a gravidade. É aquela coisa que me ajuda a ficar no chão”, você pode pensar. Mas é muito, MUITO mais complicado do que isso.

A gravidade é uma das forças físicas básicas em nosso mundo e é incrivelmente poderosa. Na verdade, ela é uma garota tão poderosa, que pode distorcer o espaço EEE o tempo. Ela literalmente pode influenciar a velocidade do tempo como uma maga todo-poderosa. Como? Bem, vamos pegar algo um pouco maior que uma lâmpada. Por exemplo, uma supernova. Em algum lugar do universo, uma estrela acaba de fazer um “boom”. Como sabemos? Bem, nada no universo — nenhum som, nenhuma onda de rádio, nada — viaja mais rápido que a luz. Portanto, saberemos sobre o nascimento de uma supernova apenas quando o virmos. E isso só acontecerá quando seu cone de luz crescer o suficiente e atingir nosso planeta. Então, o cone de luz cresce e cresce... Até agora, está tudo bem. E, finalmente, chega ao nosso planeta. Mas há um porém. Veja, nosso planeta é enorme. MUITO maciço. E tem uma gravidade muito forte. O que acontece então?

A gravidade muda a direção do cone de luz. Ela começa a atrair o cone para o centro do nosso planeta. E, com ela, atrai também a nossa “flecha do tempo”. Isso significa que retarda o tempo. E, quanto mais próximo o cone de luz está de nós, mais a flecha se curva e mais devagar o tempo passa. O que isso significa? Por exemplo, o fato de que o relógio em seu tornozelo ficará atrás do relógio em seu pulso. Que sua cabeça está envelhecendo mais rápido que suas pernas. E que os astronautas na órbita da Terra envelhecem um pouco mais devagar do que as pessoas na Terra. É o que os cientistas chamam de “relatividade geral”. Certo... Mas como isso se relaciona com o nosso assunto? Como podemos entender o que acontecerá se trocarmos espaço e tempo? Não se preocupe. Estamos quase lá. Agora imagine um corpo cósmico com uma gravidade incrivelmente forte. Ele dobra TANTO o tempo e o espaço, que parece que eles trocam de lugar. Este é um buraco negro. Um buraco negro atrai absolutamente tudo para o seu centro. Nenhuma estrela, planeta, nenhuma luz pode escapar de lá.

Digamos que nosso cone de luz esteja se aproximando dele. Primeiro, como sempre, o tempo começa a se curvar em direção ao centro do buraco negro, atraído por sua gravidade. Mas a gravidade é MUITO forte. Então ele se curva cada vez mais... E, quanto mais perto você está do centro, mais o tempo passa devagar. No final, o cone de luz cruza a fronteira do buraco negro... o chamado “horizonte de eventos”. Nesse ponto, ficou tão distorcido, que agora está literalmente apontando para baixo. Podemos dizer que o tempo “mudou de direção”. “O tempo está apontando para baixo?! Que bobagem é essa?!”, você pode perguntar. Será mais fácil explicar em um exemplo real. Imagine que você é um astronauta louco que decidiu pular em um buraco negro. E há alguém em uma nave espacial que observa você fazendo isso por algum motivo.

A princípio, para você, nada muda. Você olha para o relógio, vê que 5 minutos se passaram e está tudo bem. Mas e para o observador? Em primeiro lugar, você vai cair por MUITO tempo. O observador está sentado lá há 50 anos e você ainda está caindo — tudo porque seu tempo diminuiu. Em segundo lugar, como o espaço também é distorcido perto do buraco negro, o observador verá como você começará a se esticar como espaguete. A propósito isso é cientificamente chamado de “espaguetificação”. E então você finalmente cruza o horizonte de eventos. O observador não te vê mais. A luz não pode escapar de um buraco negro, então sua imagem não chegará ao observador, mesmo que você ainda esteja lá dentro. E você? E se você de alguma forma sobrevivesse? Lembre-se, a seta do tempo está apontando para o centro do buraco negro. O que isso significa? Significa que, agora, o centro do buraco negro é o seu futuro.

Não é um lugar. É um destino que você não pode mudar. E, de onde você veio, assim como o resto do universo, não existe mais para você. Agora não é um lugar, mas um evento do passado. E, como você não pode voltar no tempo, nunca poderá voltar. Mas o que está ao seu redor? Caos completo. Os raios de luz agora se movem em todas as direções — para frente, para trás e assim por diante... Os raios retratando os eventos do passado, do futuro, do presente — tudo isso está se movendo ao seu redor. Na realidade, o espaço e o tempo não trocaram de lugar. Mas parece que trocaram. Porque, no espaço, agora você só pode avançar, como se estivesse em linha reta. E o tempo, refletido nos raios de luz, envolve você em todos os lugares e se move em todas as direções possíveis. E aqui voltamos ao início. Esse exemplo terrível nos ajuda a imaginar como seria se o tempo e o espaço fossem invertidos.

Claro, tudo não passa de teorias e palpites. A própria ideia de que estamos nos movendo em uma direção, aquela que não escolhemos, e há um completo caos temporal ao redor, parece bastante assustadora. No entanto, seria uma experiência muito interessante. Parece perigoso. Vai lá, pode passar na minha frente.