O tempo existe mesmo ou é coisa da nossa cabeça?

Embora ninguém saiba explicá-lo direito, mesmo a pessoa mais simplória é capaz de perceber a existência do tempo. Os físicos, por sua vez, já não têm tanta certeza.

Todo dia, o sol se levanta no leste e se põe no oeste, os seres vivos nascem, crescem, se reproduzem ou morrem, a água evapora-se num lugar e condensa-se em outro, maçãs caem, ovos se quebram. Todos esses processos envolvem a passagem de algo que chamamos de tempo. Alguns, como o ciclo da água, são reversíveis e outros, como o ciclo da vida, não. Mas por que o tempo flui apenas em uma direção?

Segundo as leis da física, nem tudo deveria ser inexorável. Para a maioria das leis físicas as coisas podem acontecer independente da direção do tempo. Uma exceção notável é a Segunda Lei da Termodinâmica, segundo a qual a entropia sempre aumenta.

Como muitos já sabem, a entropia nada mais é que a medida de desordem de um sistema: intacto, um ovo tem baixa entropia; quebrado, tem alta entropia. Como não dá pra desfazer esse acúmulo de entropia, é impossível desquebrar um ovo (ou fazer uma maçã subir de volta ao galho após a queda ou trazer um morto de volta à vida).

Desse constante acúmulo entrópico, passamos naturalmente ao conceito de flecha do tempo: o tempo passa porque a entropia se acumula. Isso é o que percebemos da nossa perspectiva. No universo como um todo, as leis da física não são assim tão irreversíveis. Como nota Lee Billings na Scientific American:

Seja pela mecânica de Newton, a eletrodinâmica de Maxwell, as relatividades geral e especial de Einstein ou a mecânica quântica: todas as equações que melhor descrevem nosso universo funcionam perfeitamente se o tempo vai para trás ou para frente

Um exemplo cósmico de reversibilidade temporal é uma órbita planetária. Não importa se o tempo vai para frente ou para trás, o planeta vai manter a mesma órbita (a única diferença seria a direção de seu movimento). Então o tempo é algo subjetivo, que só existe em nossa cabeça? De certo modo foi isso que Einstein disse em sua Teoria Especial da Relatividade: o ritmo do tempo muda conforme a velocidade do observador.

Se a noção de tempo dos cientistas parece confusa a essa altura, não se preocupe: ela é confusa. Se a seta do tempo feita de entropia só voa pra frente, o que diabos a coloca em movimento? Alguns cientistas pensam que seria a gravidade. Seria assim: a partir de um certo ponto a gravidade forçaria a interação entre partículas minúsculas. Quanto mais interações, mais chances de desordem e, portanto, de aumento da entropia.

No entanto, isso não funciona em todas as escalas, pois parece que quanto maiores os objetos formados pelas partículas — como uma galáxia girando, por exemplo — menos direcional e tempo-dependente parece o universo. A teoria tampouco funciona em todos os tempos.

Para que a gravidade fosse a força por trás da entropia, o universo precisaria ter começado de maneira mais organizada do que é agora. Alguns cientistas tentaram explicar essa contradição por meio de universos paralelos, onde o tempo poderia correr para trás, para os lados, para cima ou para baixo (o que quer que isso signifique).

Ainda confuso? Tudo bem, mas dá pra perceber que estamos num impasse porque não sabemos muito bem onde situar a transição entre as escalas micro (na qual partículas são governadas pelo tempo e entropia) e macro (onde esses fatores não fazem diferença). Esse ponto de transição é conhecido como decoerência e a melhor forma de explicá-la é a chamada equação de Wheeler-DeWitt.

É aqui que devemos procurar a resposta, segundo os físicos Dmitry Podolskiy (da Universidade de Harvard) e Robert Lanza (Univers. de Wake Forest, EUA). Os dois aplicaram medições da gravidade à equação de Wheeler-DeWitt e perceberam que, ao fazer as contas, a equação não explica muito bem como emerge a flecha do tempo. Seus resultados — que foram aceitos para publicação nos Annalen der physik — indicam que os efeitos da gravidade são mais fracos do que o esperado para lançar uma flecha do tempo universal. De acordo com o que Lanza escreveu para a Discover:

Nosso paper mostra que o tempo não existe “lá fora”, tiquetaqueando do passado pro futuro, mas está mais para uma propriedade emergente que depende da capacidade do observador de preservar informações sobre os eventos já experimentados

A flecha do tempo, portanto, seria subjetiva e determinada pelo observador. Por nós. Evidentemente, nem todo mundo está gostando dessa ideia. Para Yasonuri Nomura, da Universidade da Califórnia em Berkeley, Lanza e Podolskiy deixaram de levar em conta o tecido do espaço-tempo e introduziram uma variável na equação — o tempo do observador — que ninguém sabe se é real. É meio que uma definição circular: o tempo é o tempo do observador.

Mas dá pra definir matematicamente o conceito de tempo sem a presença de um observador? Também não sabemos. O que é tempo, afinal? Os físicos ainda estão confusos.

Referência

Podolskiy, D. and Lanza, R. (2016), On decoherence in quantum gravity [Sobre a decoerência na gravidade quântica]. ANNALEN DER PHYSIK. doi:10.1002/andp.201600011