A natureza do tempo, conceito fundamental para a vida humana, mas ainda ambíguo na linguagem científica, é explorada no primeiro episódio da nova série de podcasts, Grandes Mistérios da Física.

O primeiro episódio do novo podcast, grandes mistérios da física, investiga a natureza complexa do tempo. Desafiando as noções tradicionais de tempo como absoluto, os pesquisadores discutem teorias que sugerem que o tempo é relativo e entrelaçado com o espaço, um conceito que contradiz nossa experiência subjetiva. A discrepância pode ser atribuída ao aumento da entropia no universo, mas por que o universo começou com baixa entropia permanece um mistério. Para resolver isso, os especialistas propõem pesquisas adicionais, incluindo a remoção do tempo das equações científicas e a investigação da termodinâmica dos relógios.

Sem a noção do tempo, levando-nos do berço ao túmulo, nossas vidas teriam pouco sentido. Mas, no nível mais fundamental, os físicos não têm certeza se o tipo de clima que experimentamos existe.

Este é o tema do primeiro episódio da nossa nova série de podcasts, grandes mistérios da física. Enviado por mim, Miriam Frankel, editora científica do The Conversation, e apoiado por FQxIno Foundational Questions Institute, conversamos com três pesquisadores sobre a natureza do tempo.

Os cientistas há muito assumem que o tempo é absoluto e universal: o mesmo para todos, em todos os lugares, e que existe independentemente de nós. Ainda é tratado dessa forma na mecânica quântica, que rege o microcosmo de átomos e partículas. Mas as teorias da relatividade de Albert Einstein, que se aplicam à natureza em larga escala, mostraram que o tempo é relativo e não absoluto: ele pode acelerar ou desacelerar dependendo da velocidade com que você viaja, por exemplo. O tempo também está entrelaçado com o espaço no “espaço-tempo”.

As teorias de Einstein permitiram aos cientistas visualizar o universo de uma nova maneira: como um bloco quadridimensional estático, com três dimensões de espaço (altura, largura e profundidade) e o tempo como uma quarta. Este bloco contém todo o espaço e tempo simultaneamente, e o tempo não flui. Não há nenhum agora especial no bloco: o que parece ser o presente para um observador é simplesmente o passado para outro.

Mas se isso for verdade, por que nossa experiência do tempo se movendo do passado para o futuro é tão forte? Uma resposta é que a entropia, uma medida de desordem, está sempre aumentando no universo. Quando você executa os números, explica Sean Carroll, físico da Universidade Johns Hopkins, nos EUA, verifica-se que o universo primitivo tinha uma entropia muito baixa. “[The universe] Foi muito, muito organizado e não aleatório e desde então tem sido meio relaxante e cada vez mais aleatório e mais desorganizado.” É provável que isso crie uma flecha do tempo para os observadores humanos.

No entanto, não sabemos por que o universo começou com uma entropia tão baixa. Carroll sugere que pode ser porque fazemos parte de um multiverso contendo muitos universos diferentes. Em tal mundo, alguns universos, estatisticamente falando, teriam que começar com baixa entropia.

Emily Adlam, filósofa da física no Rotman Institute of Philosophy da University of Western Ontario, no Canadá, por outro lado, acredita que o mistério de por que nosso universo começou com baixa entropia é um problema que, em última análise, decorre do fato de que a física é cheio de suposições ao longo do tempo.

“Pessoalmente, sou muito do lado que diz que o tempo não flui”, explica. “Esse é um tipo de ilusão que vem da maneira como estamos inseridos no mundo.” Seu palpite é que, no nível mais fundamental, tudo acontece ao mesmo tempo, mesmo que não nos pareça.

Adlam argumenta que a melhor maneira de entender o tempo seria removê-lo inteiramente de nossas teorias da natureza, removê-lo das equações. Curiosamente, quando os físicos tentam casar a relatividade geral com a mecânica quântica em uma teoria de “gravidade quântica” de tudo, o tempo geralmente desaparece das equações.

Os experimentos também podem ajudar a esclarecer a natureza do tempo, ajudando a testar várias combinações de mecânica quântica e relatividade geral. Natália Ares, engenheira da[{” attribute=””>University of Oxford, believes that studying the thermodynamics (the science of heat and work) of clocks may help. “By understanding clocks as machines, there are things that we can understand better about what the limits of timekeeping are,” she argues.

Host:

• Miriam Frankel, Podcast host, The Conversation

Interviewed:

• Emily Adlam, Postdoctoral Associate of the Philosophy of Physics, Western University
• Natalia Ares, Royal Society University Research Fellow, University of Oxford
• Sean Carroll, Homewood Professor of Natural Philosophy, Johns Hopkins University

This article was first published in The Conversation.