Não dá para provar matematicamente que a realidade em um "determinado momento" seja uma realidade porque não existe um tempo universal
Alberto Casas González
O que é o tempo? Um conceito tão familiar parece não exigir explicação. No entanto, a física moderna desmantelou muitas das nossas intuições e o tempo é em grande parte uma ilusão.
O debate sobre o verdadeiro significado do tempo, mesmo sobre a sua própria existência a um nível fundamental, está hoje mais vivo do que nunca e conecta-se com as questões mais profundas da física teórica.
No início do século XX, Albert Einstein revolucionou a nossa concepção de espaço e tempo com a sua teoria da relatividade especial (1905) e geral (1915).
Alberto Casas González
professor e pesquisador, Instituto de Física Teórica, Universidade Autônoma de Madri, Espanha
The Conversationl
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O debate sobre o verdadeiro significado do tempo, mesmo sobre a sua própria existência a um nível fundamental, está hoje mais vivo do que nunca e conecta-se com as questões mais profundas da física teórica.
No início do século XX, Albert Einstein revolucionou a nossa concepção de espaço e tempo com a sua teoria da relatividade especial (1905) e geral (1915).
Segundo eles, o tempo depende da velocidade do observador e do campo gravitacional ao qual ele está submetido, fenômenos demonstrados experimentalmente.
No entanto, não há nada nas equações da física que nos diga que o tempo flui desta forma. Essas leis relacionam eventos em momentos diferentes (ou seja, caracterizados por diferentes valores da coordenada temporal), mas não nos dizem que o tempo passa do passado para o futuro.
Por incrível que pareça, a passagem do tempo é provavelmente uma ilusão. Claro, uma ilusão muito forte.
Desde aquele momento remoto, a entropia só cresceu mediante processos irreversíveis, como os mencionados (quebra de ovos, mistura de líquidos) e outros de maior magnitude (estrelas queimando hidrogênio).
Processos irreversíveis produzem uma poderosa sensação de causa e efeito, nessa ordem temporal. Porém, nas equações da física não encontramos essa distinção, uma vez que todos os processos são na verdade reversíveis.
Isto não é proibido pelas leis da física, mas é extraordinariamente improvável. A razão está no segundo princípio da termodinâmica: os processos sempre vão da entropia mais baixa para a mais alta. E o estado da pedra em nossas mãos e o lago calmo tem muito menos entropia do que a pedra no fundo do lago e a água levemente aquecida pelo impacto da pedra.
Se nos for mostrado um instantâneo de ondas circulares na superfície de um lago, iremos relacioná-las (diremos que “foram causadas”) com algum estado de menor entropia (por exemplo, a queda de um objeto). O oposto (uma flutuação aleatória da água) é altamente improvável.
Portanto, colocaremos a causa no passado, no domínio da baixa entropia. É por isso que falamos de causas e efeitos, sendo que as primeiras precedem as últimas.
E é também a razão pela qual se formam registros e memórias do passado. Se a pedra cair na lama em vez de na água, as ondas geradas permanecem “congeladas”, oferecendo um registo da “causa” que as produziu, que, como dissemos, é sempre um acontecimento do passado.
O mundo está repleto de vestígios do passado deste tipo: as crateras da Lua, os fósseis, as construções humanas, etc. Pela mesma razão, relacionamos os registros do nosso cérebro (nossas memórias) com eventos do passado que os “causaram”. E é isso que produz a sensação psicológica de que viajamos do passado para o futuro: do passado (baixa entropia) temos registros e memórias abundantes, enquanto o futuro (alta entropia) é incerto.
Por enquanto, podemos aproveitar a ideia de que a passagem do tempo (desejada ou não) é apenas uma ilusão.
Desde então concebemos o tempo como uma dimensão do mesmo caráter das três dimensões espaciais: a quarta dimensão.
O tempo passa mais devagar na cabeça do que nos pés
Suponha que o relógio da sua casa marque 10 quando você sai para passear e 11 quando você volta. O bom senso diz que para você já se passou uma hora e que o relógio que está no seu bolso (se funcionar corretamente) também terá passado uma hora. Mas, estritamente falando, isso está incorreto. Como você se mudou, o tempo decorrido para você e seu relógio é um pouco menor do que o tempo que você deixou em casa.A diferença é tão pequena que para efeitos práticos é nula. Mas quando esse tipo de experimento é feito com relógios atômicos, verifica-se que o tempo decorrido é diferente (e a discrepância é exatamente o que a teoria de Einstein prevê).
O mesmo acontece com a gravidade: quanto maior o campo gravitacional, mais lento o tempo passa. Quando você está de pé, o tempo passa mais rápido na sua cabeça do que nos seus pés. Isso também foi comprovado experimentalmente.
Não existe um tempo universal. Não é possível dizer que a realidade “num determinado momento” seja uma realidade, composta por acontecimentos que acontecem simultaneamente em diferentes lugares. Para outro observador, os fatos que constituem “a realidade do presente” são diferentes.
O mesmo acontece com a gravidade: quanto maior o campo gravitacional, mais lento o tempo passa. Quando você está de pé, o tempo passa mais rápido na sua cabeça do que nos seus pés. Isso também foi comprovado experimentalmente.
Não existe um tempo universal. Não é possível dizer que a realidade “num determinado momento” seja uma realidade, composta por acontecimentos que acontecem simultaneamente em diferentes lugares. Para outro observador, os fatos que constituem “a realidade do presente” são diferentes.
O fluxo do tempo para a física
A percepção psicológica mais poderosa sobre o tempo é que, diferentemente do espaço, ele flui. Eventos passados já aconteceram. Eles existiram, mas não existem mais. E o futuro ainda não aconteceu. Somente o presente tem existência real. |
Os ponteiros do relógio não retrocedem, mas nas equações da física isso é possível |
No entanto, não há nada nas equações da física que nos diga que o tempo flui desta forma. Essas leis relacionam eventos em momentos diferentes (ou seja, caracterizados por diferentes valores da coordenada temporal), mas não nos dizem que o tempo passa do passado para o futuro.
Por incrível que pareça, a passagem do tempo é provavelmente uma ilusão. Claro, uma ilusão muito forte.
Qual é a razão desta alucinação coletiva?
Suponha que o tempo fluísse mais lentamente. Como você notaria isso? Neste jogo você não deve cair na armadilha de imaginar que o tempo flui mais devagar para todos, exceto para nós. Fazemos parte do universo e, portanto, os nossos processos cerebrais (e os pensamentos subsequentes) também ficariam mais lentos, em sincronia com todos os relógios. Portanto, a resposta é que não perceberíamos nada disso. Perceberíamos tudo exatamente igual.
Suponha que o tempo fluísse mais lentamente. Como você notaria isso? Neste jogo você não deve cair na armadilha de imaginar que o tempo flui mais devagar para todos, exceto para nós. Fazemos parte do universo e, portanto, os nossos processos cerebrais (e os pensamentos subsequentes) também ficariam mais lentos, em sincronia com todos os relógios. Portanto, a resposta é que não perceberíamos nada disso. Perceberíamos tudo exatamente igual.
Isto seria verdade mesmo se o “fluxo do tempo” fosse ao contrário. A cada momento os nossos pensamentos seriam idênticos e, consequentemente, as nossas “memórias” e a nossa percepção do tempo também.
A flecha do tempo
Porém, o tempo parece passar, e também em uma determinada direção e não no sentido oposto. Isso é o que se chama de “flecha do tempo”. Quando misturamos o leite em uma xícara de café, os dois se misturam, mas o contrário nunca acontece. Quando deixamos cair um ovo no chão, ele quebra, mas nunca acontece que os pedaços se recomponham espontaneamente e o ovo salte para as nossas mãos.A razão para esses processos aparentemente irreversíveis reside no segundo princípio da termodinâmica, segundo o qual “a entropia tende sempre a aumentar”.
Em termos coloquiais, a entropia é algo semelhante à desordem de um sistema físico. Na verdade, o segundo princípio não é uma lei física, mas pura estatística. Existem muito mais estados desordenados do que ordenados e, portanto, a evolução sempre tende a desordenar os sistemas.
Pegue um baralho de 20 cartas vermelhas sobre 20 cartas pretas e embaralhe-o. Em breve você perderá essa configuração especial. Mas não importa o quanto você embaralhe, na prática você nunca retornará à configuração inicial, embora em princípio isso fosse possível.
Em termos coloquiais, a entropia é algo semelhante à desordem de um sistema físico. Na verdade, o segundo princípio não é uma lei física, mas pura estatística. Existem muito mais estados desordenados do que ordenados e, portanto, a evolução sempre tende a desordenar os sistemas.
Pegue um baralho de 20 cartas vermelhas sobre 20 cartas pretas e embaralhe-o. Em breve você perderá essa configuração especial. Mas não importa o quanto você embaralhe, na prática você nunca retornará à configuração inicial, embora em princípio isso fosse possível.
São esses processos irreversíveis que criam uma flecha do tempo, que distingue o passado (menor entropia) do futuro (maior entropia).
Ordem no Big Bang
O universo na época do Big Bang tinha entropia muito baixa, ou seja, muito pouca desordem. Ninguém sabe a razão deste fato crucial (embora existam modelos interessantes para o explicar), mas graças a ele a entropia conseguiu aumentar e foi criada a flecha do tempo que nos é familiar.Desde aquele momento remoto, a entropia só cresceu mediante processos irreversíveis, como os mencionados (quebra de ovos, mistura de líquidos) e outros de maior magnitude (estrelas queimando hidrogênio).
Processos irreversíveis produzem uma poderosa sensação de causa e efeito, nessa ordem temporal. Porém, nas equações da física não encontramos essa distinção, uma vez que todos os processos são na verdade reversíveis.
A pedra na lagoa
Imagine que você deixa cair uma pedra em um lago, causando as típicas ondas concêntricas na superfície. Em princípio, o processo poderia ocorrer ao contrário: por uma flutuação aleatória da superfície da água, formar-se-iam ondas perfeitamente concêntricas que avançariam para o centro onde seria produzido um redemoinho que levantaria a pedra do fundo da lagoa e jogue-o em direção à sua mão. A superfície permanece perfeitamente calma. Como um filme indo para trás.Isto não é proibido pelas leis da física, mas é extraordinariamente improvável. A razão está no segundo princípio da termodinâmica: os processos sempre vão da entropia mais baixa para a mais alta. E o estado da pedra em nossas mãos e o lago calmo tem muito menos entropia do que a pedra no fundo do lago e a água levemente aquecida pelo impacto da pedra.
Se nos for mostrado um instantâneo de ondas circulares na superfície de um lago, iremos relacioná-las (diremos que “foram causadas”) com algum estado de menor entropia (por exemplo, a queda de um objeto). O oposto (uma flutuação aleatória da água) é altamente improvável.
Portanto, colocaremos a causa no passado, no domínio da baixa entropia. É por isso que falamos de causas e efeitos, sendo que as primeiras precedem as últimas.
E é também a razão pela qual se formam registros e memórias do passado. Se a pedra cair na lama em vez de na água, as ondas geradas permanecem “congeladas”, oferecendo um registo da “causa” que as produziu, que, como dissemos, é sempre um acontecimento do passado.
O mundo está repleto de vestígios do passado deste tipo: as crateras da Lua, os fósseis, as construções humanas, etc. Pela mesma razão, relacionamos os registros do nosso cérebro (nossas memórias) com eventos do passado que os “causaram”. E é isso que produz a sensação psicológica de que viajamos do passado para o futuro: do passado (baixa entropia) temos registros e memórias abundantes, enquanto o futuro (alta entropia) é incerto.
A percepção é que o passado “já aconteceu”, mas o futuro “ainda não”, embora as leis da física não proporcionem exatamente esta interpretação.
A natureza do tempo
Embora a maioria dos físicos concorde com o que foi dito acima, a verdade é que ainda não conhecemos a natureza do tempo em toda a sua profundidade. E não o faremos até que a teoria da relatividade geral seja reconciliada com a mecânica quântica, os dois pilares da física moderna.Por enquanto, podemos aproveitar a ideia de que a passagem do tempo (desejada ou não) é apenas uma ilusão.
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