A perceção humana de que o tempo avança apenas do passado para o futuro pode não ser uma regra absoluta ao nível microscópico. Um novo estudo conduzido por investigadores da Universidade de Surrey, publicado na Scientific Reports, sugere que a direção do tempo pode não ser fundamentalmente fixa em determinados cenários quânticos. A investigação concluiu que a simetria de reversão temporal pode manter-se intacta mesmo em modelos que descrevem processos tipicamente irreversíveis, como a perda de energia ou a termalização.
O mistério da reversão temporal na física
No mundo macroscópico, a conhecida seta do tempo é uma evidência inegável do quotidiano. Se um copo de leite se entorna numa mesa, o líquido não volta a juntar-se no copo de forma espontânea, tal como o calor flui sempre de objetos quentes para os mais frios. Estas dinâmicas moldam a ideia de que o tempo se move num único sentido. No entanto, as leis fundamentais da física não exigem esta preferência direcional. A simetria de reversão temporal indica que as mesmas leis físicas podem descrever um cenário independentemente de o tempo avançar ou retroceder.
Andrea Rocco, professor associado de Física e Biologia Matemática na instituição britânica, explica este contraste de forma prática. O investigador aponta que certos movimentos, como o de um pêndulo, parecem igualmente credíveis quando reproduzidos de trás para a frente. O enigma reside no facto de as leis fundamentais se assemelharem a esse pêndulo, não justificando a irreversibilidade que observamos em grande escala. As conclusões da equipa sugerem que a experiência humana mascara a possibilidade de a direção oposta do tempo ser matematicamente viável.
Sistemas quânticos abertos e a matemática
A investigação concentrou-se em sistemas quânticos abertos, que interagem ativamente com o ambiente circundante, trocando informação e calor. Os cientistas aplicaram a aproximação de Markov, uma simplificação matemática onde se assume que os elementos não retêm memória dos seus estados passados e as mudanças dependem apenas do presente. Curiosamente, a aplicação deste conceito não quebrou a simetria de reversão temporal, provando que as equações resultantes continuam simétricas.
De acordo com o investigador Thomas Guff, a surpresa do projeto surgiu quando a equipa percebeu que as equações se comportavam da mesma forma em ambas as direções temporais, devido a um núcleo de memória perfeitamente simétrico. Além disso, emergiu um fator matemático descontínuo que manteve esta propriedade intacta, algo considerado raro nestes cálculos. Embora estas descobertas não signifiquem que o tempo ande para trás no dia a dia, demonstram que a perceção temporal direcional pode resultar da forma como os modelos físicos são construídos, em vez de refletir uma assimetria fundamental nas leis do universo.
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