Como a TARDIS de Dr. Who poderia medir o espaço-tempo com instrumentos reais?

Não há como negar que nós vimos algumas realizações absolutamente impressionante em física no ano passado, particularmente em nossa capacidade de medir espaço e tempo com níveis de precisão sem precedentes. Mas sendo apaixonado por Dr. Who desde criança, estando animado por sua volta, mais uma vez eu me pergunto como essas descobertas podem mexer com a ficção.

A grande sacada do seriado é a TARDIS, a cabine telefônica azul que é maior por dentro do que por fora, sendo usada como nave espacial e máquina do tempo pelo Doutor. Mas ao longo do seriado, podemos perceber que a TARDIS não é assim tão confiável, pois regularmente ela aparece no tempo ou no lugar errado. Dadas essas falhas, poderíamos pensar que a TARDIS não é tudo isso.

Embora o programa tenha explicado muitas vezes – e por vezes de maneira conflitante – o funcionamento da TARDIS, a chave para capacidade dos Senhores do Tempo de viajarem pelo espaço-tempo parece ser o “Olho da Harmonia”, essencialmente uma estrela em um estado de eterno colapso com um buraco negro. Em termos de ciência real, porém, a mesma teoria que previu buracos negros – a relatividade geral de Einstein – tem soluções que permitem viajar no tempo (de fato, uma maneira possível de fazer isso foi chamada de TARDIS).

Se a natureza realmente permite que tais soluções existam ainda é um debate aberto entre os físicos teóricos, e mesmo se viajar no tempo pudesse acontecer, certamente não sabemos como construir uma máquina do tempo. Assim, teremos apenas de comparar a TARDIS com os nossos melhores instrumentos de medição do espaço-tempo.

O quão boa é a TARDIS?

O que realmente precisamos comparar aqui é a precisão relativa desses instrumentos. Uma maneira simples de pensar nisso é como a proporção entre a menor coisa que um instrumento pode medir e a maior. Como uma fita métrica que nos permite obter o tamanho de 1 milímetro dentro de 1 metro, ou simplesmente um em 1.000.

Medindo o espaço

Em termos de espaço de medição, nossa melhor régua é de longe o avançado Laser Interferômetro Gravitacional-Wave Observatory (LIGO). As ondas gravitacionais são ondas misteriosas no tecido do espaço-tempo que percorrem o nosso universo à velocidade da luz – esticando o espaço em uma direção e encolhendo-a na direção oposta. LIGO foi o experimento que no ano passado detectou diretamente as pequenas mudanças nas distâncias percorridas pelos feixes de luz, causadas por ondas gravitacionais.

Essas mudanças na distância são cerca de 1.000 a 10.000 vezes menores do que o tamanho do núcleo de um átomo, e são detectáveis a quatro quilômetros. A calibragem dos instrumentos para essa medição precisa ter uma precisão de 10²³ – um número enorme composto por um com 23 zeros depois dele: 100.000.000.000.000.000.000.000.

Agora, considerando que o cenário de atuação da TARDIS é “todo o espaço”, é incrível que mesmo quando aparece no lugar errado, ela simplesmente consegue pousar no planeta certo (geralmente a Terra). O universo observável é de cerca de 10^27 metros de diâmetro. Ser capaz de encontrar o nosso planeta dentro do universo observável é uma façanha que exige uma de precisão relativa de 10^70 vezes. E esse número só fica maior quando consideramos quão grande o universo pode se estender além do que é realmente visível.

Medindo o tempo

Quando se trata de tempo, os cientistas têm desenvolvido novos relógios atômicos que são muito melhores do que os antigos de Césio que foram usados para definir o que é um segundo. Todos esses novos relógios contam essencialmente o número de ondas de cores específicas da luz visível emitida pelos átomos – uma propriedade única de cada elemento. Nosso melhor relógio atualmente usa átomos de Itérbio e é estável o suficiente para produzir uma precisão relativa um pouco menor de um em 10^18.

Mas como você compara isso com a TARDIS? Como ela cobre tudo o que aconteceu ou nunca vai acontecer, precisamos essencialmente descobrir quando o universo vai morrer para sermos capazes de fazer uma comparação. Atualmente, o universo tem 13,8 bilhões de anos, mas ainda há um longo caminho pela frente. Dada a nossa compreensão atual da quantidade de matéria e energia no universo, não será nos próximos 10^100 anos que todas as estrelas, planetas e galáxias morrerão, todos os prótons e nêutrons desaparecerão e até mesmo todos os buracos negros supermassivos evaporarão. Isto é o que é chamamos de morte do universo por calor.

Dado que na série, a TARDIS tende a aparecer apenas alguns anos ou décadas fora do alvo pretendido, uma figura esférica para medir a precisão da TARDIS no tempo seria de cerca de um em 10^100. Assim, apesar de aparentemente procurar por bobagens na série de tempos em tempos, ainda temos um longo caminho a percorrer antes de podermos imaginá-la como funcional. Isto é certamente algo que vou ter em mente quando assistir à série.
Escrito originalente por Martin Archer, físico da Queen Mary University of London

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