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A teoria da relatividade de Einstein mostra que o tempo não passa exatamente no mesmo ritmo para todos. A velocidade e a intensidade da gravidade alteram o intervalo registrado por um relógio. Em 1971, cientistas levaram relógios atômicos em aviões ao redor da Terra e, ao compará-los com equipamentos mantidos no solo, encontraram diferenças previstas pela relatividade.
Como a relatividade permite uma viagem ao futuro?
Na relatividade especial, um relógio em movimento marca o tempo mais lentamente quando comparado a outro em determinado referencial. Para um viajante que se deslocasse próximo à velocidade da luz, poderiam passar poucos anos dentro da nave enquanto um período muito maior transcorreria na Terra. Ao retornar, ele encontraria o planeta no futuro em relação ao seu próprio envelhecimento.
Essa viagem seria apenas para frente no tempo e não exigiria que o relógio do viajante parasse. Cada pessoa continuaria sentindo os segundos normalmente, mas a comparação posterior mostraria que diferentes trajetórias pelo espaço-tempo acumularam quantidades distintas de tempo.
O que aconteceu no experimento dos aviões?
Em outubro de 1971, Joseph Hafele e Richard Keating transportaram quatro relógios de césio em voos comerciais ao redor do mundo. Os equipamentos viajaram uma vez para o leste e outra para o oeste, enquanto relógios de referência permaneceram no Observatório Naval dos Estados Unidos.
- os relógios foram sincronizados antes das viagens;
- os voos seguiram sentidos opostos ao redor do planeta;
- a rotação da Terra alterou a velocidade dos aviões em relação ao referencial usado;
- a altitude colocou os equipamentos em um campo gravitacional um pouco mais fraco;
- depois dos pousos, os horários foram comparados com os relógios mantidos no solo.
Por que velocidade e altitude produzem efeitos diferentes?
A relatividade especial prevê que o movimento desacelera o ritmo do relógio em comparação com um referencial escolhido. Já a relatividade geral afirma que relógios situados mais longe de uma grande massa, em uma região de gravidade ligeiramente mais fraca, avançam mais depressa do que equipamentos semelhantes colocados em menor altitude.
Nos aviões, esses dois efeitos atuaram ao mesmo tempo e em sentidos opostos. A direção do voo também importou por causa da rotação terrestre. Os três grupos terminaram mostrando horários um pouco diferentes, e os resultados concordaram com as previsões das duas teorias dentro da margem de erro do experimento.
Onde a dilatação do tempo aparece atualmente?
O efeito não ficou restrito a uma experiência realizada na década de 1970. Sistemas de navegação por satélite precisam corrigir continuamente as diferenças entre relógios no espaço e na superfície terrestre.
- a velocidade dos satélites faz seus relógios atrasarem por causa da relatividade especial;
- a gravidade mais fraca na órbita faz esses relógios avançarem pela relatividade geral;
- no GPS, o efeito gravitacional é maior do que o causado pela velocidade;
- o resultado combinado faz os relógios orbitais avançarem cerca de 38 microssegundos por dia;
- sem as correções relativísticas, os erros de localização cresceriam rapidamente.
A diferença é pequena, mas representa uma mudança real no tempo
Nos voos de Hafele e Keating, a diferença foi medida em bilionésimos de segundo, muito pouco para ser percebida por uma pessoa. Ainda assim, não se tratava de falha mecânica: os relógios haviam percorrido trajetórias diferentes e, por isso, acumularam tempos próprios ligeiramente distintos. Experimentos posteriores confirmaram o fenômeno com precisão ainda maior.
A experiência demonstra uma forma real de viagem para o futuro, embora minúscula nas velocidades de um avião. Para produzir um salto perceptível, seria necessário viajar a velocidades próximas à da luz ou permanecer sob condições gravitacionais extremas, algo muito além das viagens atuais, mas plenamente previsto pelas equações de Einstein.
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