Conheça os táquions, as partículas mais rápidas que a velocidade da luz

No Universo tal qual o conhecemos, uma constante parece ser absoluta como limite fundamental da natureza: a velocidade da luz. Essa afirmação vem de um postulado da teoria da relatividade especial de Einstein, que traz como consequência a impossibilidade de algo viajar mais rápido que a luz no vácuo, uma velocidade impressionante de 299.792.458 metros por segundo.

Esse limite surge porque, à medida que qualquer objeto com massa acelera em direção à velocidade da luz, sua energia necessária para continuar acelerando aumenta exponencialmente, exigindo, em última instância, uma quantidade infinita de energia para atingir essa velocidade.

Representação das distâncias associadas à viagem de um fóton de luz.Fonte:  Kardashev Fandom 

Desse modo, a luz não é apenas incrivelmente rápida, como parece ser o limite máximo permitido para qualquer interação causal no cosmos, definindo os limites do que é possível para o movimento da matéria e a transmissão de informação. Mas e se existisse uma partícula que pudesse viajar mais rápido que a luz?

O que é um táquion

Se real, essa partícula não se moveria “através” do tempo, mas contra ele, desafiando as leis da física que conhecemos e impondo a construção de novos modelos teóricos. Essa partícula hipotética é chamada táquion e a simples ideia de sua existência desafia por completo a compreensão científica sobre o tempo, o espaço e a natureza da matéria.

• Saiba também: Quanto a luz ‘pesa’? Cientistas explicam que fótons podem ter massa

A ideia dos táquions surgiu em 1967, quando o físico Gerald Feinberg propôs sua existência ao explorar certas soluções das equações da relatividade especial. Feinberg notou que, embora a relatividade especial afirme que nada pode ultrapassar a velocidade da luz, não havia uma proibição explícita para partículas que já começassem suas existências em velocidades superiores à da luz.

O físico especulou que, em vez de serem aceleradas para além da velocidade da luz, os táquions sempre existiriam em um estado além desse limite.

Representação artística dos táquions hipotéticos.Fonte:  Getty Images 

Os táquions seriam partículas com propriedades exóticas: se existissem, eles teriam uma massa imaginária; conceito desconcertante, mas que se refere à ideia de que a equação de energia da relatividade especial E² = m²c⁴ + p²c² resultaria em valores que desafiam nossa intuição física quando aplicados as partículas mais rápidas que a luz.

Em outras palavras, a equação permite soluções onde partículas se movem mais rápido que a luz, mas com propriedades tão estranhas que sua existência parece inteiramente ficcional.

Uma das características mais intrigantes dos táquions é que, quanto mais energia eles perdem, mais rápido eles se moveriam. Isso é exatamente o oposto do que observamos para partículas comuns. Por esse motivo os táquions jamais poderiam “desacelerar” para velocidades menores que a luz.

Uma das grandes preocupações em relação à existência de táquions é que eles poderiam violar a causalidade, ou seja, que uma causa sempre precede um efeito. Se algo pode se mover mais rápido que a luz, isso significa que, em alguns sistemas de referência, esse objeto poderia ser visto como se estivesse se movendo para trás no tempo.

A existência dos táquions acarretariam inúmeros paradoxos causais, incluindo aqueles associados à viagem no tempo.Fonte:  Getty Images 

Isso geraria paradoxos desconfortáveis: imagine que você pudesse enviar uma mensagem usando táquions. Essa mensagem, dependendo da perspectiva do observador, poderia chegar a seu destino antes de ser enviada, criando um loop paradoxal de causa e efeito. Esses tipos de problemas tornam os táquions altamente controversos dentro da física teórica.

No entanto, alguns físicos especulam que, se os táquions existirem, eles talvez não possam interagir com a matéria comum, de forma que esses paradoxos de causalidade não seriam um problema real.

• Descubra: Como é a percepção de tempo e espaço no Universo?

Infelizmente, testar a existência de táquions apresenta enormes dificuldades práticas. A detecção de partículas mais rápidas que a luz não só desafia nossas tecnologias atuais, mas também questiona nossa compreensão fundamental do espaço-tempo.

Até agora, nenhuma evidência direta de táquions foi observada em experimentos. Embora rumores ocasionais de sinais anômalos — como o controverso experimento OPERA que, em 2011, sugeriu a possível detecção de neutrinos mais rápidos que a luz (posteriormente refutado) — tenham surgido, nenhum deles foi confirmado.

Isso faz com que os táquions permaneçam como mais uma das intrigantes especulações da física moderna e, até que experimentos ou novos modelos consigam confirmar, ou refutar sua existência, eles continuarão a habitar o mundo das ideias teóricas e da ficção científica.