A ciência de Jornada nas Estrelas

Departamento de Física
Universidade Federal de São Carlos (SP)
Centro Universitário FEI (SP)
Jornalista científico

Nas últimas seis décadas, uma série de ficção científica tem levado seus espectadores a lugares do universo onde ‘ninguém jamais esteve’. E tem feito isso com base em conceitos plausíveis de astronomia, astrofísica, cosmologia e biologia, com um toque de arqueologia, sociologia e psicologia. Jornada nas Estrelas – em essência, uma metáfora para o desconhecido – decolou das telas e se tornou um ícone cultural, com milhões de fãs pelo mundo – inclusive cientistas. Até hoje, ao completar 60 anos, a série segue firme em seu lema: “O espaço, a última fronteira”.

CRÉDITO: DIVULGAÇÃO

Há 60 anos – mais precisamente, em 8 de setembro de 1966 –, espectadores nos Estados Unidos viram pela primeira vez, em seus televisores, a nave estelar ‘Enterprise’ singrar o espaço, explorando novos mundos e pesquisando novas civilizações. Era a estreia de Jornada nas Estrelas (Star Trek, no título original em inglês), série vanguardista criada pelo roteirista e produtor estadunidense Gene Roddenberry (1921-1991), que traria pela primeira vez ficção científica séria para a televisão.

À época, Roddenberry não tinha como saber que estava criando um ícone cultural que atravessaria gerações e permaneceria como parte da cultura popular por décadas, inspirando e provocando reflexões de todo tipo. Muitos dos que foram tocados pela ficção acabaram trabalhando para concretizá-la na realidade, tornando-se cientistas e acadêmicos inspirados pelas aventuras do capitão Kirk e do sr. Spock. No Brasil, a série chegou em janeiro de 1968 e segue encantando velhos e novos fãs, por meio não só do programa original, mas também de seus desdobramentos subsequentes.

Claro, numa série que se propõe a abordar a exploração espacial com ênfase em viagens interestelares, a astronomia ganha destaque preponderante. A série original já apresentava uma visão ambiciosa do cosmo e retratava a missão da ‘Enterprise’ como eminentemente científica, costurando a ficção na forma de conceitos astronômicos sólidos.

Os primeiros exoplanetas a orbitar estrelas similares ao Sol só foram descobertos em 1995, mas, desde 1966, a ‘Enterprise’ já explorava sistemas planetários exóticos, muitos dos quais com grande similaridade com a Terra – uma realidade que os censos astronômicos feitos com satélites, como o Telescópio Espacial Kepler, da NASA (agência espacial dos EUA), só confirmaram na década de 2010.

No episódio Amanhã é Ontem (em inglês, Tomorrow is Yesterday), filmado no fim de 1966, a ‘Enterprise’ tem um encontro com um objeto descrito como uma estrela negra. No ano seguinte, o astrofísico estadunidense John Archibald Wheeler (1911-2008) popularizaria um nome para essas intrigantes entidades cósmicas: buracos negros.

O seriado original terminaria em sua terceira temporada, em 1969, quando a exploração de novos mundos começava a se tornar realidade, com o pouso da missão Apollo 11, na Lua, em 20 de julho daquele ano. Mas em vez de desaparecer, como ocorre com muitas séries, Jornada nas Estrelas continuou crescendo em popularidade, o que ensejou um inevitável renascimento.

Em vez de desaparecer, como ocorre com muitas séries, Jornada nas Estrelas continuou crescendo em popularidade, o que ensejou um inevitável renascimento

O renascimento

Com A Nova Geração (Star Trek: The Next Generation), versão produzida entre 1987 e 1994, a abordagem astronômica tornou-se ainda mais sofisticada. O capitão Jean-Luc Picard comandava, agora, a ‘Enterprise-D’ em missões puramente científicas, explorando buracos negros, nebulosas classificadas por sua composição química, estrelas de nêutrons e anomalias espaciais. A série aprofundou a representação de sistemas estelares complexos e de objetos celestes raros, sempre ancorada em linguagem astronômica plausível.

Deep Space Nine – versão que se estendeu de 1993 a 1999 – trouxe uma mudança de paradigma: fixou a ação em uma estação espacial próxima ao buraco de minhoca bajoriano, o qual conectava dois quadrantes opostos da Via Láctea. O sistema estelar de Bajor é pura ficção. Mas os buracos de minhoca – ‘túneis’ que permitiriam conexões entre dois lugares distantes do universo – são resultados previstos pela física teórica, mas sem comprovação experimental.

A série explorou as implicações astronômicas de buracos de minhoca para o comércio, a política e a guerra. A proximidade com o planeta Bajor e seu sistema estelar permitiu desenvolvimentos sobre terraformação, colonização orbital, bem como interação entre corpos celestes e civilizações.

A versão Voyager (1995 a 2001) elevou a astronomia a um novo patamar, ao lançar a nave no Quadrante Delta, a setenta mil anos-luz da Terra – cada ano-luz equivale a cerca de 9,5 trilhões de km. A busca por atalhos astronômicos, como buracos de minhoca e corredores espaciais, tornou-se o motor narrativo desse desdobramento da série.

A tripulação enfrentou nebulosas densas, estrelas variáveis, sistemas binários complexos e regiões do espaço com características estelares incomuns. A personagem Sete de Nove (Seven of Nine) frequentemente oferecia análises astronômicas precisas, conectando a exploração com dados científicos rigorosos – não era incomum ver imagens do Telescópio Espacial Hubble adornando o laboratório de astrometria da nave.

Com Enterprise (2001-2005) – versão cuja nave protagonista é a ‘Enterprise NX-01’ –, a série mergulhou na mania das prequelas, retornando aos primórdios da exploração interestelar. Com tecnologia menos avançada, o agora capitão Jonathan Archer dependia de observações astronômicas diretas e de cartografia estelar primitiva. A série explorou a formação de sistemas planetários, a descoberta de cometas e a primeira catalogação de nebulosas por navegantes humanos.

Depois de longo hiato, as produções televisivas foram retomadas em 2017. Nas séries modernas, a astronomia ganhou visual ainda mais deslumbrante. Discovery (2017-2024) explora buracos negros supermassivos e fenômenos cósmicos de escala colossal.

Ainda em A Nova Geração, o comandante Picard lidou não só com novas e supernovas (tipos de explosão estelar), mas também com a busca por planetas habitáveis em sistemas distantes. Já a versão Strange New Worlds (2022 até o presente) retorna à essência da exploração cartográfica, mapeando novos mundos e fenômenos estelares com reverência pela beleza do cosmo.

A série aprofundou a representação de sistemas estelares complexos e de objetos celestes raros, sempre ancorada em linguagem astronômica plausível

Realidade na ficção

Muitos dos sistemas retratados correspondem a estrelas reais. Por exemplo, Vulcano, planeta natal de Spock, orbita 40 Eridani A, estrela anã alaranjada do tipo K, a 16 anos-luz da Terra – vale lembrar que 40 Eridani A foi escolhida por Roddenberry depois de uma discussão sobre suas características físicas com três astrônomos.

Betelgeuse, Vega, Rígel e Sírius surgem como referências geográficas galácticas ao longo das versões, nas quais a Via Láctea é dividida em quatro quadrantes, que – com exceção do referencial a partir do qual a origem dos quadrantes foi definida – são os mesmos adotados na astronomia.

E, assim como a arte imita a vida, a vida imita a arte. Um dos programas profissionais de visualização de imagens astronômicas chama-se DS9 – referência a Deep Space Nine. E uma das hipóteses para explicar a expansão acelerada do universo é conhecida hoje, entre astrofísicos e cosmologistas, como ‘expansão cardassiana’ – menção a famosos alienígenas da série. Somem-se a isso os inúmeros asteroides e estruturas geológicas de Plutão e seus satélites batizados com nomes de personagens, atores e cenários de Jornada nas Estrelas.

Em todas as suas versões, a série usou a astronomia como metáfora para o desconhecido humano. Cada nebulosa obscurece e revela; cada estrela moribunda questiona nossa mortalidade; cada planeta novo oferece o espelho de nossa própria civilização. A franquia ensina que a astronomia não é só sobre corpos celestes distantes, mas também sobre nosso lugar no universo e nossa responsabilidade ao explorá-lo.

Em todas as suas versões, a série usou a astronomia como metáfora para o desconhecido humano

A física e a tecnologia

Desde o início, Roddenberry teve a preocupação de construir a série em torno de conceitos reais da física, ainda que manipulados de forma especulativa e conveniente para justificar argumentos ficcionais. Muitas das tecnologias usadas na série são baseadas na modulação de campos gravitacionais. Uma das mais importantes é a ‘dobra espacial’. O motor de dobra de Jornada nas Estrelas não acelera a nave em si, mas deforma o próprio ‘tecido’ do universo, o chamado espaço-tempo, alimentado pela reação entre matéria e antimatéria dentro de cristais de dilítio – material ficcional que teria altos campos magnéticos para manter a matéria e a antimatéria separadas.

Nos laboratórios terrestres, quando matéria e antimatéria entram em contato, elas se transformam em energia, em um processo descrito pela famosa equação E = mc2, desenvolvida pelo físico de origem alemã Albert Einstein (1879-1955). Einstein também previu, em sua relatividade geral (ou teoria da gravitação), que matéria e energia geram campos gravitacionais a partir da curvatura do espaço-tempo. Desse modo, o sistema de dobra gera, ao redor da nave, uma bolha de ‘subespaço’ que comprime intensamente o espaço-tempo logo à frente do veículo espacial e expande o ‘tecido’ cósmico na parte traseira.

Como é o espaço que se move e não a matéria, a física tradicional não é violada. A nave surfa nessa onda cósmica, livre de efeitos de dilatação temporal, cruzando distâncias galácticas muito mais rapidamente do que a velocidade da luz no vácuo (300 mil km/s). Assim, viajar em dobra 1 seria equivalente a viajar à velocidade da luz – já a dobra 9 seria como se mover a velocidades 1,5 mil vezes mais rápidas que a da luz.

Outra tecnologia que usa efeitos gravitacionais: os escudos que protegem a nave curvam o espaço ao redor dela, desviando, assim, feixes de energia ou armas cinéticas. Há também: i) os ‘amortecedores de inércia’, que geram campos gravitacionais para compensar a aceleração/desaceleração que os tripulantes sofreriam por causa das bruscas mudanças de velocidade; ii) a gravidade artificial presente em toda a nave, para a tripulação caminhar normalmente.

Talvez a tecnologia mais popular de Jornada nas Estrelas seja o teletransporte. Quando a série foi lançada, na década de 1960, não havia recursos técnicos e financeiros para fazer com que a tripulação pousasse, a cada episódio, em um planeta diferente. A solução criativa foi introduzir a ideia de desmaterializar um objeto ou pessoa, convertendo-os em energia – transmitida até o destino, por meio de um feixe – e remontando-os perfeitamente no local de chegada.

Esse processo seria mais ou menos como uma versão ultra-avançada de uma impressora 3D atual combinada com um sistema de transmissão: escaneia-se o original, para depois destruí-lo, transmitindo a matéria em blocos de construção e montando uma réplica com esses elementos no destino.

Na vida real, o teletransporte já foi obtido experimentalmente em 1997, de forma independente, por dois grupos de cientistas: um liderado pelo físico austríaco Anton Zeilinger, em Viena, e outro chefiado pelo italiano Francesco De Martini, em Roma. Nesses experimentos pioneiros, os pesquisadores conseguiram transferir com sucesso uma propriedade (polarização) de um fóton (partícula de luz) para outro, distante, usando o emaranhamento quântico. A diferença em relação à ficção é que nenhuma matéria ou energia foi movida no espaço.

Nesse fenômeno, o que é transmitido é o chamado estado quântico (no caso, informação sobre a rotação, polarização etc.) de uma partícula para outra. A partícula de origem não viaja: ela só transfere sua ‘identidade’ (estado) para uma partícula idêntica que já estava no local de destino – daí, o nome mais apropriado desse fenômeno ser ‘teleporte’ em vez de ‘teletransporte’.

Mas, claro, Jornada nas Estrelas é uma obra de ficção. Então, era de se esperar que conceitos científicos fossem usados com certa ‘liberdade artística’. Exemplos: i) ‘feixes de táquions’, partículas que, teoricamente, viajariam mais rapidamente que a luz; ii) armas que disparam pólarons, que, de fato, existem, na forma de elétrons se movendo através de átomos, de modo que a carga elétrica dessas partículas deforma a estrutura atômica ao seu redor; iii) os famosos pósitrons, a antimatéria do elétron, os quais, na série, são a base do funcionamento do mais famoso androide da franquia, o comandante Data.

Então, era de se esperar que conceitos científicos fossem usados com certa ‘liberdade artística’

Da biologia às humanidades

Física e astronomia são as bases fundamentais de Jornada nas Estrelas. Mas a exploração espacial é uma atividade que envolve todas as ciências, o que fez a série trafegar por, praticamente, todos os ramos do conhecimento. Ao procurar novas vidas, seria inevitável um encontro com a biologia – e com ela a série foi menos rigorosa.

O universo de Jornada nas Estrelas – que inclui 14 longas-metragens para cinema até hoje – é povoado por incontáveis civilizações, e a vida parece existir em toda parte e assumir diversas formas – o que, até hoje, segue como premissa viável diante do saber científico. Mas o que causa estranheza em muitos biólogos é como, na série, há tantos humanoides (ou mesmo humanos) povoando planetas por aí.

A biodiversidade – segundo a teoria da evolução por seleção natural, desenvolvida independentemente pelos naturalistas britânicos Charles Darwin (1809-1882) e Alfred Russel Wallace (1823-1913), em meados do século 19 – é basicamente produto de dois ingredientes: i) características hereditárias variáveis, ditadas pela genética; ii) circunstâncias ambientais diversas, que incluem nelas os próprios organismos.

As primeiras podem sofrer mudanças aleatórias por mutações, e as segundas também se modificam com o tempo, produzindo, entre si, uma dinâmica extraordinária em que organismos mais bem adaptados se reproduzem com mais facilidade, propagando certas características, enquanto os menos adaptados tendem a desaparecer. E, assim, produzem-se a especiação, as extinções e a gigantesca variedade de organismos observada na Terra – aparentemente, todos compartilhando um ancestral comum, que viveu há cerca de 4 bilhões de anos.

Embora possa ocorrer a chamada evolução convergente – em que o ambiente seleciona de forma independente a mesma solução biológica de novo e de novo (por exemplo, no surgimento de asas em répteis, aves e mamíferos), é pouco crível que outros planetas expressem soluções evolutivas tão similares às vistas por aqui. Portanto, é improvável que o universo seja povoado por humanos ou formas humanoides.

Isso não escapou a Roddenberry, que, de saída, especificou que as missões da ‘Enterprise’ iriam se concentrar em planetas (fictícios) da classe M, cujas condições seriam similares às da Terra. Mas isso é insuficiente para justificar tanta evolução convergente. Sem contar a possibilidade de procriação entre espécies de planetas diferentes: Spock é mestiço, filho de mãe humana e pai vulcano – é uma licença que a série se permite e que o público abraçou com saudável suspensão da descrença.

Há razão para tamanha afronta à biologia: um universo povoado por incontáveis espécies humanoides é o que permite que Jornada nas Estrelas explore questões ligadas às humanidades (história, arqueologia, psicologia, sociologia etc.).

Para convencer executivos a financiar a série, Roddenberry inventou a ‘Lei de Hodgkin de Desenvolvimento Planetário Paralelo’: civilizações extraterrestres podem evoluir de forma similar à vista na Terra. Com isso, a franquia poderia explorar sociedades que seriam caricaturas exageradas da humanidade, algo que se converte em ferramenta poderosa de reflexão especulativa – traço marcante da ficção científica.

É por essa razão que, apesar de seus ‘pecadilhos’ científicos, Jornada nas Estrelas perdura há 60 anos como uma série extremamente popular – inclusive no meio acadêmico. Com suas licenças criativas, encontrou um equilíbrio apaixonante entre fantasia e ciência, explorando, de modo criativo, não só as possibilidades infinitas do espaço, mas também aquelas, igualmente infindas, que se encerram na complexidade humana.

Nestas seis décadas, Jornada nas Estrelas tem nos levado “audaciosamente, onde ninguém jamais esteve”. E tem feito isso sem nos tirar do sofá ou da poltrona do cinema.

KRAUSS, L. M. A Física de Jornada nas Estrelas. São Paulo (SP): Makron Books, 1997.

HANLEY, R. A Metafísica de Jornada nas EstrelasStar Trek. São Paulo (SP): Makron Books, 1998.

NOGUEIRA, S.; ALEXANDRIA, S. Jornada nas Estrelas – O Guia Definitivo da Saga. São Paulo (SP): Editora LeYa, 2016.

Na internet:

TREK BRASILIS (Portal brasileiro de Star Trek). Disponível em: Trek Brasilis – https://www.trekbrasilis.org

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