Num Universo em que os relógios dos observadores não necessitam concordar, pois o tempo não é absoluto, e nem único, por que a seta do tempo aponta para o futuro? Por que somente lembramos do passado?
Estilhaços de uma taça de vinho reunindo-se sob o chão e simetricamente se reorganizando numa mesa. A nuvem de cogumelo em Hiroshima se desfazendo e a bomba atômica Little boy retornando ao seio do avião…
Bem que logo após o lançamento das bombas nucleares, os renomados cientistas do Projeto Manhattan desejaram que isso fosse possível!
Mas, no atual contexto cósmico em que vivemos, existe alguma teoria que preveja a probabilidade do tempo retroagir, e a seta apontar para o passado?
Entropia e 2ª Lei da Termodinâmica
As leis da termodinâmica condicionam a atual expansão do universo e determinam o sentido da seta do tempo, que aponta para o futuro.
De acordo com a segunda lei da termodinâmica, estados físicos de alta organização não se sustentam. Seria portanto uma contradição a reunião de cacos de cristal de uma taça de vinho sobre uma mesa.
Essa lei física postula que em qualquer sistema fechado, a entropia, ou grau de desordem, sempre aumenta com o tempo.
A Teoria da Relatividade, ao demandar que a velocidade da luz se apresente de forma semelhante a todos os observadores – independentemente do seu deslocamento ou velocidade intrínseca, fez ruir o clássico pensamento de um tempo absoluto.
A tentativa de unificação da teorias de forças gravitacionais com a mecânica quântica, possibilitou o surgimento da ideia de tempo imaginário. No tempo imaginário não existem significativas diferenças entre direções para frente ou para trás no tempo (HAWKING, 1988).
Setas do tempo
Na física existem três setas do tempo – a termodinâmica, a psicológica e a cosmológica.
- Seta do tempo termodinâmica: É a direção no tempo em que a desordem ou entropia aumenta. Eivada de exemplos na natureza, essa seta é facilmente perceptível ao constatarmos que uma xícara de café quente deixado sobre a mesa tende a esfriar;
- Seta do tempo psicológica: direção em que os humanos sentem o tempo passar, em que lembramos do passado com a seta apontando para o futuro;
- Seta do tempo cosmológica: é a direção do tempo em que o universo se expande, mais do que se contrai.
A seta do tempo psicológica está fortemente condicionada ao tempo termodinâmico. Portanto, a tendência é as duas apontarem na mesma direção.
Os físicos dizem que tais arranjos desorganizados têm alta entropia, enquanto arranjos organizados têm baixa entropia. O nosso universo começou num instante de baixa entropia – o Big Bang.
Seta do tempo num sistema quântico isolado
Uma inusitada pesquisa realizada por físicos brasileiros, irlandeses e alemães, e publicada em artigo na revista Physical Review Letters, comprovou que a seta do tempo e sua relação intrínseca com o aumento da entropia também se manifestam em um sistema quântico isolado.
Em experimento realizado nos laboratórios do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), no Rio de Janeiro, no equipamento Espectrômetro de Ressonância Magnética Nuclear (RMN), o estudo desenvolveu-se a partir da utilização do núcleo de um único átomo do isótopo carbono 13, presente numa molécula de clorofórmio, onde foi observado o comportamento magnético de um de seus spins.
O Big Crunch e a inversão da seta do tempo
A seta do tempo psicológica é determinada dentro do nosso cérebro pela seta termodinâmica, e segue a tendência de desordem do universo. Portanto, devemos então lembrar das coisas de acordo com os acontecimentos na direção em que a entropia aumenta.
O Big Bang foi o momento crucial da disparada do gatilho da seta do tempo rumo ao futuro, juntamente com o decréscimo da densidade e temperatura, e aumento exponencial da expansão do universo. A direção no tempo em que a desordem aumenta é a mesma em que o universo se expande.
Todavia, provavelmente, se e somente se, ocorreria a inversão da seta do tempo em um único cenário – conhecido como Big Crunch.
A hipótese do grande colapso (Big Crunch) informa que em função da atração gravitacional, no futuro o universo poderia entrar em colapso sobre si mesmo e começaria a se contrair. Esse panorama geraria uma mudança na direção da seta do tempo cosmológica.
A tendência a contração do universo geraria maior densidade e aumento de temperatura, interferindo na direção da seta termodinâmica. Como consequência, por mais estranho que pareça, existiria certo grau de probabilidade dos eventos voltarem para trás, denotando que a seta do tempo apontasse para o passado.
Contudo, cientistas estimam que a baixa densidade atual do universo faz com que a expansão das galáxias e aglomerados esteja aumentando ainda mais rapidamente, ao invés de se contrair, tornando improvável que um dia ocorra um grande colapso.
Neste cenário, de constante e irreversível expansão em um universo ilimitado, a probabilidade de daqui há bilhões de anos um ser evoluído de um longínquo sistema estelar contemplar uma borboleta se transmutando em lagarta é praticamente nula.
Referências
BATALHÃO T. B., SOUZA A. M., SARTHOUR R. S., OLIVEIRA I. S., PATERNOSTRO M., LUTZ E., e SERRA R. M. Irreversibility and the Arrow of Time in a Quenched Quantum System. Physical Review Letters. 115, 190601. 2015.
HAWKING, Stephen W. O Universo numa casca de noz. São Paulo. Editora Mandarim, 2001.
HAWKING, Stephen W. Uma breve história do tempo: do Big Bang aos buracos negros. Rio de Janeiro. Editora Rocco, 9ª edição. 1988.
SINGH, Simon. Big Bang. Rio de Janeiro: Record, 2006.
