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Situado na base da realidade cotidiana
existe um mundo deslumbrante,
onde muito do que percebemos sobre o Universo
está errado.
O físico e autor Brian Greene leva você
em uma viagem que quebra as regras da experiência humana.
Por que nunca vemos eventos acontecerem em ordem inversa?
De acordo com as leis da Física, isso pode acontecer.
É um mundo que se revela
à medida que pesquisamos os mais extremos reinos do cosmos,
dos buracos negros ao Big ***
até o verdadeiro coração da matéria.
Eu quero o mesmo que ele.
Aqui, o espaço vazio vibra com atividade furiosa.
Nosso Universo pode ser apenas um de muitos,
e o mundo tridimensional apenas uma miragem.
Mas como pode ser isso?
Como poderíamos estar tão errados sobre algo tão familiar?
Será que isso nos incomoda?
Com certeza.
Não há princípio
construído sobre as leis da natureza
que diga que os físicos teóricos têm que ser felizes.
É uma mudança de perspectiva
que abre todo um novo mundo de possibilidades.
Olhe para qualquer estação de trem,
e você pode ver como o tempo governa nossas vidas.
Mas o tempo não é o que parece.
Não deve haver nenhuma distinção
entre passado, presente e futuro.
Se o tempo não é o que todos pensamos que é,
então o que é?
Será que ele teve um começo?
Será que vai ter um fim?
De onde ele veio?
A Ilusão do Tempo
em "O Tecido do Cosmos", agora na NOVA.
Legendas por: E.A.P.M. [2012] opensubtitles.org
O Tecido do Cosmos
A Ilusão do Tempo
"Era uma vez..."
Essa frase mágica está no início de toda boa história.
Mas e a história do tempo?
As pessoas dizem que o tempo voa, que tempo é dinheiro,
perdemos tempo, matamos o tempo, tentamos economizar tempo.
Mas o que sabemos realmente sobre o tempo?
Bem, como este rio, o tempo parece fluir sem parar
de um momento para o outro.
E o fluxo do tempo parece estar sempre em uma direção:
para o futuro.
Mas isso pode não ser verdade.
Descobertas realizadas no século passado
demonstraram que muito do que pensamos sobre o tempo
pode ser apenas uma ilusão.
Contrariamente à experiência cotidiana, tempo pode não fluir como parece.
O nosso passado pode não ter ficado para trás.
Nosso futuro pode já existir.
Acontece que o próprio tempo pode acelerar ou desacelerar.
E eventos que achamos que só podem ir em uma única direção
podem também podem ir em sentido contrário.
Mas como pode ser isso?
Como poderíamos estar tão errados sobre algo tão familiar?
E se o tempo não é o que pensamos que é, então o que é?
Será que ele teve um começo?
Será que vai ter um fim?
De onde ele veio?
Gostaríamos de pensar no tempo como se fosse uma coisa,
mas ele nos desafia completamente neste momento,
temos definições que apenas nos dão uma noção
do que o tempo pode ser.
O tempo é uma coisa que todos conhecem intimamente
até que alguém peça para falar sobre ele.
"O que é o tempo?" é realmente
a pergunta de US$64.000 para a Física.
Basicamente, não há nenhum aspecto no tempo
que podemos dizer que entendemos completamente.
Então como podemos começar a decifrar um mistério
tão profundo e tão fugaz como o tempo?
Bem, uma maneira é medi-lo.
Usando relógios de todas as formas, tamanhos
e tipos, podemos medir o tempo
com grande precisão até por milhares de anos.
O primeiro relógio é um que faz apenas um “tique” por dia:
a rotação da Terra.
A partir da repetição da rotação diária de nosso planeta
sobre o seu eixo
até sua órbita anual em torno do Sol,
sempre temos utilizado o previsível
e consistente movimento da Terra para medir o tempo.
Estamos sempre à procura de coisas que sempre se repetem,
e tal repetição, o ciclo das coisas, constitui um relógio.
E o tempo acaba se tornando algum processo repetitivo.
Ao medir o movimento da Terra com um relógio de Sol
dividimos o dia em horas.
A Terra gira uma vez por dia,
e percebemos isso todos os dias
ao olhar para a alvorada e para o crepúsculo do Sol.
Com o balanço de um pêndulo
dividimos hora em minutos e segundos.
Com a vibração de um cristal de quartzo,
melhoramos a precisão para milésimos de segundo.
Mas o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia
no Colorado é o lugar certo para ir
se você realmente quer saber qual é a hora exata.
Esta é o tempo oficial nos EUA.
Não existe medida de tempo mais precisa que esta.
Aqui eles medem o tempo com um precisão espantosa
usando um dos menores objetos do Universo:
átomos de um metal raro, chamado césio.
Átomos têm uma frequência natural.
E qualquer coisa que vibra,
que está lhe dando algo repetitivo, pode ser um relógio.
A frequência com que os átomos de césio vibram
é o cronômetro oficial para o mundo.
Quando um átomo de césio é bombardeado com energia,
ele vibra, ou pulsa, emitindo pulsos de luz
mais de nove bilhões de vezes por segundo.
Contamos os pulsos do átomo de césio.
E o átomo de césio emite
9.192.631.770 pulsos em um segundo.
E assim cada vez que você contar até atingir esse número,
um segundo se passou.
E você conta um segundo depois outro,
depois outro, depois outro.
Isto é surpreendente.
Meu relógio atrasa ou adianta um segundo a cada dois meses.
Estamos falando de relógios que só atrasam ou adiantam um segundo
a cada 100 milhões de anos.
Essa é a história, onde medimos o tempo de um jeito
e substituímos por outro que achamos que é mais preciso,
e que tem sido um processo constante na Física
ao longo de centenas de anos.
Mas não importa o quão precisos nossos relógios se tornaram:
o tempo permanece um mistério.
Os relógios podem nos dizer qual é a hora,
mas eles não são capazes de nos dizer o que o tempo é de fato.
O que é que estamos medindo?
Podemos não saber o que é tempo,
mas a experiência da passagem do tempo
é uma parte fundamental de nossas vidas.
Estamos sempre pensando em tempo, lembrando do passado,
fazendo planos para o futuro,
vivendo nossas vidas de acordo com o “tique-taque” do tempo.
Quero dizer, olhe ao redor em qualquer estação de trem
e poderá ver como o tempo controla nossas vidas.
O que pode não ser tão óbvio
é que o aumento das viagens de trem desempenhou um papel fundamental
em uma das mais surpreendentes descobertas sobre o tempo.
Bilhetes, por favor.
Estamos no horário?
Sim, senhor.
Obrigado.
Nos primeiros dias da viagem de trem,
o tempo representava um problema único.
Naquela época, cada cidade tinha seu próprio horário.
Quando o Sol estava a pino era meio-dia,
mais ou menos.
E o horário em outra cidade,
sabemos que pouco importava.
E, para complicar as coisas ainda mais
os trens viajavam de acordo com o horário
da cidade de onde partiam.
Então, se vou de Paris para Genebra,
estarei no horário de Paris por todo o caminho,
que é a cidade de onde parti.
Mas se eu viajar na outra direção, de Genebra a Paris,
Eu estaria no horário de Genebra.
E como havia cada vez mais linhas de trens de passageiros,
e cada vez mais horários de viagens dos trens,
as viagens entre as cidades,
tornaram-se um pesadelo, uma verdadeira confusão.
A necessidade de sincronizar os horários a grandes distâncias
tornou-se um grande problema,
especialmente quando as cidades eram conectadas por um único trilho.
Aqui é onde a moderna história do tempo começa.
Enquanto a necessidade de sincronizar horários
tornava-se cada vez mais crítica,
um jovem físico chamado Albert Einstein
conseguiu um emprego no escritório de patentes em Berna, Suíça.
Era um lugar em que se podia ver na primeira fila
todas as grandes invenções da época.
As patentes mostravam novas e emocionantes maneiras
para sincronizar os relógios através de sinais telegráficos,
relógios foram sincronizados através de ondas de rádio,
todos os horários foram sincronizados, e o tempo,
como ele foi medido,
se tornou importante e emocionante para Einstein.
Einstein logo iria sacudir o mundo
com uma visão radical sobre a natureza do tempo.
Esses dispositivos mecânicos foram inspiradores.
Einstein percebeu nestas tentativas de sincronizar relógios
algo muito maior que meras invenções criativas.
Ele percebeu que foram revelando uma falha profunda
no nosso entendimento do tempo em si.
A maioria das pessoas vê o tempo
de uma forma bem simples.
O tempo passa do mesmo jeito em todos os lugares.
É o senso comum
estabelecido pelo pai da ciência moderna, Isaac Newton.
O tempo, para Isaac Newton,
é uma propriedade imutável do Universo.
O tempo sempre passa na mesma velocidade.
O tempo simplesmente passa,
e não há nada o que possamos fazer a esse respeito.
Por mais sensata que a ideia de Newton sobre o tempo possa parecer,
Einstein percebeu que ela não estava certa.
Ele descobriu que o tempo poderia fluir em velocidades diferentes.
Por mais estranho que pareça,
isto significa que o meu tempo e o seu tempo
podem não ser iguais.
A descoberta de Einstein acabou com a concepção de Newton da realidade.
Einstein diz que o tempo não é apenas um rótulo
em todo o Universo;
o tempo é uma experiência individual.
O que Einstein nos deu é uma imagem muito mais rica
onde todos têm seu próprio tempo particular,
que passa em suas próprias velocidades.
Não há tempo no sentido de um “tique-taque” universal;
há vários tempos.
Einstein nos trouxe esta revelação chocante
descobrindo uma ligação oculta
entre o espaço e o tempo.
O que Einstein descobriu é que há uma ligação profunda
entre o movimento através do espaço e a passagem do tempo.
Grosso modo,
quanto mais você tem de um, menos você tem do outro.
Para ver como isso funciona, vamos dar um pequeno passeio.
Agora, eu estou indo para o norte, a 60 milhas por hora.
E isso significa que todo meu movimento está na direção norte.
Mas vamos agora por um caminho diferente,
para noroeste.
Eu ainda estou a 60 milhas por hora,
mas não estou fazendo tanto progresso na direção norte
como estava um minuto atrás.
Isso porque algum movimento para o norte
foi desviado, ou compartilhado, com o movimento para o oeste.
Einstein percebeu que o tempo e o espaço estão ligados
quase da mesma forma que o norte e oeste são.
E com esta visão surpreendente,
Einstein derrubaria a ideia de senso comum
de que o tempo é igual para todos.
Vou explicar o que isso significa.
Aquele cara ali diria que não estou me movendo.
Mas estou.
Posso não estar movendo através do espaço,
mas estou movendo através do tempo.
Quer dizer, meu relógio, continua marcando o tempo
sem parar.
E enquanto estou parado
– isto é, sem mover através do espaço –
Einstein disse que tudo em mim se move através do tempo.
Mas veja o que acontece se eu andar em direção a esse cara.
Estou exagerando, claro, mas agora que estou em movimento,
ele vai perceber o meu relógio ficar mais lento.
Isso porque, da perspectiva dele,
um pouco do meu movimento anterior através do tempo está sendo desviado
para o meu movimento através do espaço.
E não é só o meu relógio.
Se realmente exagerarmos o efeito,
ele perceberá qualquer movimento meu, minha voz,
tudo em mim ficar mais lento.
E agora que eu parei,
o tempo marcado por nossos relógios é igual de novo.
Esta foi a chave da percepção de Einstein:
que o movimento através do espaço afeta a passagem do tempo.
É extraordinário que minha medida do tempo
seja diferente da sua.
Não há separação entre nossos tempos, certo?
Por que deveria minha medida de tempo depender de meu movimento,
ou da maneira como você se move?
Isso não faz qualquer sentido.
O próprio tempo funciona mais lentamente
para a pessoa que está se movendo.
Isso é incrível.
Ninguém, antes de Einstein, imaginou
que esse tipo de coisa poderia acontecer.
Só Einstein pensou assim.
Então por que não vemos isso acontecer na vida cotidiana?
Bem, nas baixas velocidades que experimentados aqui na Terra,
a influência do movimento sobre o tempo é tão pequena que não a percebemos.
Mas o efeito é real e pode ser medido.
Para fazer isso, tudo que precisamos é de um par de relógios atômicos
e um avião a jato.
Esta experiência foi realizada em 1971
quando os cientistas enviaram dois relógios atômicos ao redor do mundo.
e depois compararam os horários de um com o outro.
Como Einstein previu, as medidas dos relógios diferiam.
Eles diferiam em apenas algumas centenas de bilionésimos de segundo,
mas que foi uma prova real
do efeito do movimento sobre a passagem do tempo.
A teoria de Einstein foi testada novamente
e de novo e de novo.
E tudo se encaixa.
Ela realmente é a base
para nosso entendimento da forma como a natureza funciona.
Estes efeitos, que costumavam ser considerados
obscuros e irrelevantes,
são muito importantes para a tecnologia de hoje.
Com a descoberta desta estreita ligação
entre espaço e tempo, Einstein percebeu que os dois
já não podiam ser pensados como coisas separadas.
Em vez disso, espaço e tempo funcionam juntos
no que veio a ser chamado de "espaço-tempo".
Einstein unificou a ideia de espaço com a ideia de tempo
nesta estrutura de quatro dimensões chamada "espaço-tempo".
E esta fusão de espaço e tempo levaria Einstein
para, talvez, a mais impressionante realização de todas:
A diferença que vemos entre passado,
presente e futuro podem ser apenas uma ilusão.
Em nosso dia-a-dia,
experimentamos o tempo como um fluxo contínuo.
Mas também podemos pensar no tempo
como uma série de instantâneos, ou momentos,
e tudo o que acontece
pode ser pensado como o desdobramento de momento
após momento
após momento.
E se alinharmos todos os momentos, ou instantâneos,
– cada momento aqui na Terra,
cada momento da Terra orbitando o Sol,
e cada momento todo o Universo –
veremos que todos os eventos que já aconteceram
ou que irão acontecer.
Cada localização no espaço, e cada momento do tempo,
desde o nascimento do nosso Universo no Big ***
14 bilhões de anos atrás
até a formação das estrelas na Via Láctea,
até a criação de Terra, 4,5 bilhões de anos atrás,
ao tempo dos dinossauros,
aos eventos que acontecem na Terra hoje,
como eu trabalhando em meu escritório.
Pensando sobre o espaço-tempo assim
Einstein começou a mudar nossa imagem cotidiana
do passado, presente e futuro.
Para perceber isso, temos que pensar
sobre o aparentemente simples conceito de "agora".
Para mim, uma lista de coisas que considero
estar acontecendo agora pode incluir
o meu relógio do escritório marcando meio-dia,
meu gato saltando do peitoril da janela,
coisas acontecendo longe
como um pombo alçando voo em Veneza, neste exato momento,
um meteoro caindo na lua...
e a explosão de uma estrela nos confins do Universo.
Estes e todos os outros eventos que eu acho que estão acontecendo
no mesmo momento no tempo,
mas em diferentes regiões de nosso Universo,
torna-se o que intuitivamente pensamos como "agora".
Você pode imaginá-lo como se fosse uma única fatia de espaço-tempo.
Vamos chamá-lo de "fatia-agora."
O senso comum diria que você, eu e todos os outros
concordamos sobre o que está acontecendo, ou que existe agora,
momento após momento após momento.
Isto é, todos concordamos
que estamos na "fatia-agora."
Mas Einstein mostrou que,
estranhamente, quando levamos movimento em conta,
esta imagem comum de tempo simplesmente desmorona.
Para ver o que quero dizer, pensemos no espaço-tempo como um pedaço de pão.
Einstein percebeu que, assim como existem maneiras diferentes
de cortar um pedaço de pão em fatias individuais,
também existem maneiras diferentes para cortar o espaço-tempo
em “fatias-agora” individuais.
Isto é, como o movimento afeta a passagem do tempo,
alguém que está se movendo terá uma percepção diferente
do que está acontecendo agora.
Assim eles verão o pão ser cortado em diferentes “fatias-agora”.
Suas fatias terão um ângulo diferente.
Quem estiver se movendo inclinará a faca,
e cortará essas fatias em um ângulo diferente.
Elas não irão ser paralelas às “fatias-agora” de meu tempo.
Para ter uma ideia de quão bizarro este efeito pode ser,
imagine um alienígena, aqui,
em uma galáxia a 10 bilhões de anos-luz da Terra.
E aqui na Terra, um cara num posto de gaSolina.
Agora, se os dois estão sentados
– sem se mover um em relação ao outro –
seus relógios marcarão o tempo à mesma velocidade.
e assim eles partilham a mesma “fatia-agora”.
que cortam em linhas paralelas todo o pão.
Mas veja o que acontece se o alienígena sobe em sua bicicleta
e pedala para o lado oposto ao da Terra.
Como o movimento deixa a passagem do tempo mais lenta,
seus relógios já não marcam o tempo à mesma velocidade.
E se seus relógios já não concordam,
suas “fatias-agora” já não concordam também.
A “fatia-agora” do alienígena é cortada no pão de forma diferente.
Tem um ângulo em direção ao passado.
Se o alienígena estiver pedalando em um ritmo constante,
o ângulo da fatia para o passado é minúsculo.
Mas atravessando 10 bilhões de anos-luz,
a pequena diferença do ângulo resulta em uma enorme diferença no tempo.
Então, o que o alienígena ver em sua “fatia-agora” angular
– o que ele considera como acontecendo agora na Terra –
não inclui mais o nosso amigo no posto de gaSolina
ou até mesmo 40 anos antes, quando o ele era um bebê.
Surpreendentemente, a “fatia-agora” do alienígena retrocedeu
200 anos da história da Terra
e agora inclui eventos
que consideramos parte do passado distante, como...
Beethoven terminando a Quinta Sinfonia.
Mesmo a uma velocidade relativamente lenta
podemos realmente ter discrepâncias enormes
no nosso rótulo do “agora”, na visão do que acontece ao mesmo tempo,
se estivermos separados por uma distância suficientemente grande.
E, como se isso não fosse estranho o suficiente,
a direção do movimento faz diferença também.
Veja o que acontece quando o alienígena se vira
e pedala em direção à Terra.
A nova “fatia-agora” do alienígena é desviada para para o futuro,
e por isso inclui eventos que só acontecerão na Terra
daqui a 200 anos,
talvez a nossa bis-bis-bisneta
sendo teletransportada de Paris para Nova York.
Uma vez que sabemos que sua “agora” pode ser o que eu considero passado,
ou que seu “agora” também pode ser o que eu considero futuro,
e seu “agora” é tão válido quanto o meu,
Então deduzimos que o passado deve ser real,
e que o futuro também deve ser real.
Eles podem ser seu “agora”.
Isso significa que passado, presente e futuro são todos igualmente reais.
Todos eles existem.
Se você acredita nas leis da Física,
há tanta realidade para o futuro e para o passado
quanto para o momento presente.
O passado não se foi,
e o futuro não é inexistente.
O passado, o futuro, e o presente existem
exatamente da mesma maneira.
Assim como pensamos em todo o espaço como estando "lá fora",
devemos pensar em todos os tempos como estando "lá fora" também.
Tudo já aconteceu, ou vai acontecer.
Tudo existe.
De Leonardo da Vinci
dando as pinceladas finais na Mona Lisa,
a assinatura da Declaração da Independência,
o seu primeiro dia na escola,
até eventos que da nossa perspectiva ainda acontecerão,
como o pouso dos primeiros seres humanos em Marte.
Com esta visão ousada,
Einstein quebrou um dos conceitos mais básicos
de como experimentamos o tempo.
"A distinção entre passado, presente e futuro "
disse uma vez, "é apenas uma ilusão, embora persistente."
Mas se cada momento no tempo já existe,
então como explicar a sensação tão real de que o tempo,
como este rio, parece sempre passar para uma única direção?
Bem, talvez tenhamos nos enganado, e o tempo não flui.
Talvez o rio do tempo seja mais como um rio congelado,
com cada momento sempre parado em algum lugar.
O exemplo mais marcante sobre como o mundo é
tem a ver com este fluxo de tempo.
A Física contraria totalmente
com a experiência cotidiana de tempo.
Toda a nossa experiência de tempo está inteiramente no “agora”.
E tudo que podemos experimentar está nesse momento instantâneo.
Não há nada nas leis da Física
que privilegia um “agora” sobre um outro “agora”.
É apenas sob nossos pontos de vista subjetivos
que sentimos que as coisas estão mudando.
Do mesmo modo que um filme inteiro existe em um rolo de celuloide,
todo o tempo pode já existir.
A diferença é que, nos filmes,
um projetor seleciona um quadro de cada vez.
Mas, nas leis da Física,
não há nenhuma evidência de que existe algo como um projetor
que seleciona um momento após outro.
Nossos cérebros podem criar esta impressão, mas, na realidade,
o que todos nós experimentamos como a passagem do tempo
pode ser apenas uma ilusão.
Mas se o tempo, como um rio congelado, não flui,
e todo o tempo está "lá fora",
seria possível viajar para o futuro ou para o passado?
Anúncio de Embarque: Voo 24 partindo para o ano 2060.
Se pudéssemos viajar no tempo,
será que seria como nós imaginamos?
"Catapultá-lo através do tempo para um mundo que ainda será... "
"Os Viajantes do Tempo!"
"Será que algo está errado com a máquina do tempo de novo? "
"Gire a chave, Jed!"
"Podemos ir a qualquer lugar que queremos em qualquer tempo? "
"Faremos uma tentativa para viajar no tempo. "
Ninguém fora de Hollywood
fez uma máquina do tempo que funcionasse.
Mas, surpreendentemente, a viagem no tempo pode ser possível.
Anúncio de Embarque: Voo 24, para o buraco *** “Uma estrela”, embarcando agora.
Uma maneira de viajar através do tempo
é a utilização de uma estranha característica da gravidade.
A familiar força que mantém nossos pés no chão
pode ter um impacto profundo no tempo.
Oi. Olá.
Até mais, senhor.
Certo, muito mais tarde.
Mas como a gravidade pode ser usada para fazer uma máquina do tempo?
Bem, as teorias de Einstein mostram que a gravidade, como o movimento,
pode afetar o tempo.
É como se a gravidade pudesse segurar o tempo, retardando a sua passagem.
E quanto mais forte a atração gravitacional,
mais lenta se torna a passagem do tempo.
Aqui na Terra, o efeito é muito pequeno para ser percebido,
mas mesmo assim é real.
Comparado com alguém que vive em o último andar de um arranha-céu,
alguém que vive na superfície
experimenta o tempo passar um pouquinho mais devagar
porque a gravidade é apenas um pouquinho mais forte
próximo do Solo.
Mas se você pudesse viajar para um buraco ***,
o efeito da gravidade sobre o tempo seria enorme.
Formado quando grandes estrelas entram em colapso,
buracos negros têm imensa atração gravitacional,
milhões e até bilhões de vezes mais forte que a da Terra.
E se alguém visse você viajar perto de um buraco ***,
veria que o tempo para você passaria muito mais lentamente.
Perto desse buraco ***, você pareceria, para alguém distante,
estar se movendo lentamente, falando lentamente,
envelhecendo lentamente.
Para ele, anos estão passando, enquanto para você, podem ser minutos.
Então, dependendo do tamanho do buraco *** e de quão perto eu fico,
se eu passar uma hora ou duas em órbita ...
algo como 50 anos terão se passado na Terra.
Eu viajei para o futuro da Terra.
Olá, senhor.
Oi.
Não o vejo há muito tempo.
Seja bem vindo de volta.
Obrigado.
É um tipo de fonte da juventude.
Então, quando voltar, estarei no futuro.
Todos os outros terão envelhecido 50 anos,
quanto a mim, terei envelhecido apenas um par de horas.
Bem, viagem no tempo para o futuro é uma coisa.
Mas e quanto à viagem no tempo para o passado?
Bem, ela pode ser possível também,
usando algo previsto pelas equações de Einstein
conhecido como “buraco de minhoca”.
Se os buracos de minhoca existirem
eles seriam como atalhos através do espaço-tempo,
túneis que não ligam não apenas um lugar a outro,
mas também um tempo com o outro.
Um buraco de minhoca poderia conectar
uma parte no espaço-tempo com outra parte no espaço-tempo
que poderia estar em um momento anterior no tempo,
como uma espécie de sistema de metrô através do tempo.
Então, digamos que eu queira voltar no tempo
para o início deste programa.
Se houver um buraco de minhoca conectado aqui e ali,
tudo o que preciso fazer é atravessá-lo.
Ei, é bom te ver de novo.
Obrigado, é bom estar de volta.
Bem, isso seria meio estranho,
mas o problema real com a viagem no tempo para o passado
é que as coisas podem ficar realmente muito confusas.
Imagine que eu mude algo no meu passado,
como impedir meus pais de se encontrarem.
Será que isso significa que eu nunca iria nascer?
Se você viajar para o passado, você não pode mudar coisas
que sabemos sobre o passado
porque já aconteceu.
Então, se você voltar
e matar quem você pensava ser o seu avô,
na verdade ele deve ser outra pessoa
que você pensou que era seu avô,
e, de alguma maneira, tudo deve ficar
perfeito e auto consistente,
mesmo que de uma forma distorcida.
E se você pode viajar para o passado,
por que não somos invadidos por turistas do futuro?
Pense sobre isso.
Não vemos nenhum intrépido viajante do tempo
entrando e saindo de nosso mundo
– quer dizer, a maioria nós acha que não –
por isso pode ser seguro assumir que viajar no tempo para o passado
simplesmente não é possível, pelo menos não ainda.
Porém, a Matemática ainda não provou que tal viagem é impossível.
Então não podemos descartar a possibilidade de viajar ao passado.
Não está totalmente claro
que tal viagem poderia ser uma realidade prática,
mas, ao menos em princípio, não parece ser proibido.
Meu palpite é que é impossível,
mas é impressionante que ninguém ainda foi capaz
de provar isso.
Embora pareça provável que viajar para o passado
está fora de nosso alcance,
pelo o fato, tão comum de nossa experiência cotidiana,
que o próprio tempo parece se mover em apenas uma direção...
para o futuro?
Chamamos isso de “seta do tempo”.
A seta do tempo
é, provavelmente, o fato mais flagrante
sobre o Universo em que vivemos
que não entendemos completamente.
Por que vivemos em um Universo que tem uma única direção de tempo
é um mistério.
Isto não é verdade para o espaço.
No espaço, eu posso ir de Nova York para Chicago
e então eu posso mudar de direção e ir de Chicago a Nova York.
Portanto, há um aspecto unidirecional no tempo
que não entendemos a um nível fundamental.
Por que não pode ir para trás?
Porque será
que o tempo sempre avança do passado para o futuro?
O que podemos dizer sobre de onde a seta do tempo vem?
Por que só vemos eventos desdobrando em uma direção?
Por que nunca os vemos acontecer na ordem inversa?
Bem, deve ser por causa das leis da Física.
Quer dizer, com certeza elas não permitem que isso aconteça.
Bem, na verdade, elas permitem.
As leis da Física
são as equações matemáticas que usamos para descrever tudo,
desde o comportamento dos átomos até o suave giro das galáxias.
Elas foram concebidas e confirmadas
através de séculos de observação e experiência.
Mas, surpreendentemente, não há nada nas leis da Física
que diz que os eventos têm que se desdobrar na familiar sequência
que chamamos de "avanço do tempo."
De acordo com tais equações,
os eventos poderiam perfeitamente acontecer em ordem inversa.
A maioria das equações que usamos
para descrever o que vemos no Universo que nos cerca
não tem setas do tempo que lhes são inerentes.
São equações que trabalham da mesma forma
tanto para frente como para trás no tempo.
Há essa contradição entre a Física,
que parece fundamentalmente reversível,
e muito da vida cotidiana que parece irreversível.
Embora contrariamente à experiência cotidiana,
as leis da Física, na verdade dizem
que coisas bizarras como estas são possíveis.
Mas como isto pode ser?
Bem, a resposta não é tão encantadora quanto se poderia pensar.
Aqui está o porquê.
Todos sabemos o que vai acontecer se eu deixar cair este copo de vinho.
Agora, a ideia de que esta bagunça poderia de alguma forma se inverter
e formar de volta um copo cheio de vinho parece absurdo.
Mas de acordo com as leis da Física, isso pode acontecer.
Tudo que é precisa fazer é inverter as velocidades.
Cada pedaço de vidro, cada gota de vinho,
cada molécula e átomo no líquido, vidro, mesa e ar.
Basta inverter todas as suas velocidades
e ... voilà!
Então, se para as leis da Física
não importa se o vidro está quebrando ou reconstituindo,
por que nunca o vemos reconstituindo?
Como podemos conciliar as leis da Física
com a nossa experiência cotidiana?
Alguma coisa deve estar faltando em nosso entendimento.
Mas o quê?
O que é responsável pela seta do tempo?
Como muitos bons mistérios,
este nos leva a um cemitério em nossa busca de pistas.
Em Viena, próximo aos locais de repouso final,
de Beethoven, Brahms, Schubert e Strauss,
há uma lápide de um físico austríaco do século 19,
Ludwig Boltzmann.
Gravado em seu too há uma elegante equação: S = k log W.
É a fórmula matemática
de um poderoso conceito conhecido como entropia.
A entropia é uma medida de algo
que todos conhecemos como desordem, ou aleatoriedade.
E é uma ideia importante porque há uma tendência
de tudo no Universo se deslocar da ordem à desordem.
Aqui está um meio para se ter uma ideia sobre isso.
Pego meu livro.
Tem 569 páginas nele.
É muito ordenado,
com a primeira página seguida pela segunda,
seguida pela terceira e assim por diante.
Mas agora vamos espalhar as páginas e deixar entropia trabalhar.
Como pode ver, as páginas se tornam muito desordenadas.
E a razão é simples:
Há apenas uma maneira que elas podem estar em ordem,
mas muitas maneiras que podem estar fora de ordem,
e por isso é muito mais provável
que que as folhas cairão em uma confusão total.
É isso que experimentamos em nossas vidas diárias:
as coisas se movem da ordem para a desordem.
Neste caso, de um livro, com páginas ordenadas
para páginas espalhadas ao acaso.
Em todo lugar que olhamos,
vemos exemplos de entropia, ou desordem,
aumentando com a passagem do tempo.
Ovos quebrando e respingos.
Cubos de gelo perdem sua forma ordenada quando derretem na água.
Ondas de fumaça tornam-se cada vez mais desordenadas.
Estados ordenados se tornam estados desordenados,
o que parece definir, talvez,
a direção da seta do tempo.
Vemos vários graus de confusão.
A medida da desordem tende a aumentar
em uma direção de tempo.
Para Boltzmann, esse fator começa a criar um “arco de tempo”.
Talvez essa seja a resposta.
Talvez a seta do tempo venha da tendência que a natureza tem
de evoluir para uma desordem cada vez maior.
Isso parece um progresso,
mas há apenas um pequeno problema com este raciocínio:
como as leis da Física
não fazem distinção entre o futuro e o passado,
a entropia deveria aumentar não só para o futuro
mas para o passado também.
E isso não faz sentido.
Isso é como dizer que a entropia deve aumentar
em ambas as direções de tempo que vemos.
Se olharmos para trás no tempo a entropia deveria aumentar,
e se olharmos para frente no tempo ela deveria igualmente aumentar.
Isso significaria que as páginas do meu livro no passado
estariam desordenadas reunindo-se depois
para formar o livro inteiro, ordenado, em minhas mãos.
E alguma vez você viu algo como isso acontecer?
Como poderia nossa experiência cotidiana estar tão em desacordo
com as leis da Física?
Deve haver uma peça do quebra-cabeça que está faltando.
Se temos certeza que o passado deve ser mais ordenado
e que tudo tende para a desordem
como as equações da entropia nos dizem,
haveria algo mais além das leis da Física
que poderia explicar isso?
Bem, pense no arremesso de uma bola de beisebol.
As leis da Física podem ajudar a prever onde ele vai pousar.
Mas essas leis não são as únicas coisas que você precisa.
Execute o filme para trás
e você verá que também precisa saber as condições iniciais,
como a força com que a bola foi atingida.
Da mesma forma, se as leis de Física
não podem nos dar uma explicação para a seta do tempo,
talvez precisemos pesquisar mais
as condições iniciais do Universo.
Isso nos leva de volta ao Big ***.
Se a história do Universo fosse como um filme
e ele fosse exibido ao contrário,
veríamos um aumento na ordem quanto mais o tempo volta.
Aos poucos, no Universo atual,
com bilhões de galáxias aqui e ali,
voltaria a ser apenas nuvens de gás e pó
com tudo contraindo.
Então essas nuvens de gás e poeira
moveriam cada vez mais perto uma da outra
de modo que se olharmos longe o suficiente para o passado,
elas estariam espremidas em um volume cada vez menor.
Chegamos agora ao lugar onde a bola finalmente para.
Se isto representa todo o espaço em cada momento do tempo,
podemos ver que simplesmente não haveria espaço e tempo
antes deste momento.
Então, a melhor fonte de ordem, de baixa entropia,
deve ser o início do Universo: o Big ***.
O Big *** é um estado altamente ordenado.
É provavelmente o mais ordenado evento
em toda a Física.
E assim, em tudo que veio depois
tem havido um aumento na desordem.
O que o Big *** nos dá
é uma razão do porquê o Universo parece diferente
quando olhamos para trás ou para frente no tempo.
Além disso, quando voltamos aos momentos iniciais,
o Universo deveria parecer não apenas diferente de hoje
mas também altamente ordenado.
Por que entropia era baixa?
Nós não sabemos.
Mas pelo menos sabemos que houve um ponto
no qual o Universo começou, onde a entropia era baixa.
Então, o nossa melhor expicação é que o Big ***
foi o que definiu a seta do tempo no início.
Podemos imaginar isso como um relógio de corda.
Da mesma forma que a energia armazenada na corda do relógio
é liberada quando ela desenrola,
o Universo vem desenrolando desde o Big ***,
e se tornando cada vez mais desordenado.
Nosso Universo começou em um estado bastante ordenado,
e isso, em última instância, é responsável
pelo o fato de que o tempo parece ter uma única direção.
Nós ainda não sabemos por que o nosso Universo começou
em um estado altamente ordenado,
mas o fato dele começar assim
significa que cada vez um vidro quebra
na verdade é a continuação de um movimento que começou
bilhões de anos atrás.
O vidro quebra mas não se recompõe
porque está seguindo o impulso natural
da ordem à desordem que começou com o Big ***.
Só podemos nos mover do passado para o futuro.
E tudo o que vemos ao nosso redor, todas as mudanças,
desde a formação das estrelas até as nossas vidas,
são pequenos epifenômenos seguindo a onda
de desorganização crescente do Universo
que define a diferença entre o passado e o futuro.
Então o Big *** pode ter direcionado
a seta do tempo em nosso Universo,
e tudo o que aconteceu desde então foi simplesmente impulsionado
para uma desordem cada vez maior que começou com esse evento
há 13,7 bilhões de anos atrás.
Mas se o tempo teve um início
e a desordem sempre aumenta,
isso significaria que o tempo terá um fim?
Como o Universo será num futuro muito, muito distante?
Recentes descobertas estão dando nova luz a esta questão.
A força explosiva do Big ***
arremessou o espaço para fora.
E, como resultado, o Universo ainda hoje está se expandindo.
Até recentemente,
a maioria das pessoas achava que o ritmo da expansão estava diminuindo.
Achávamos que o espaço, cheio de galáxias,
era como um tipo de carro viajando por uma rodovia.
Você está ouvindo WUNI, o sons estelares do Cosmo.
Se o motorista tira o pé do acelerador,
o carro gradualmente desacelera.
Da mesma forma, pensávamos que o Universo estava se expandindo,
mas a um ritmo cada vez mais lento.
Mas, surpreendentemente, os astrônomos descobriram
que a expansão do Universo não está ficando mais lenta.
Ela está acelerando.
Como se alguém não estivesse tirando o pé do acelerador,
mas pisando nele, resultando em mais aceleração.
Isso é o que faz a expansão do Universo
acelerar cada vez mais.
Essa expansão continuará acelerando no futuro,
ao invés de ficar mais lenta.
Isso vai contra tudo
o que estávamos acostumados a pensar.
Isto tem algumas implicações muito estranhas para o futuro.
Como a expansão do nosso Universo está se acelerando,
no futuro distante, após 100 bilhões de anos ou mais,
todos as outras galáxias estarão tão distantes
que sequer poderemos vê-las.
Teremos a impressão de que nossa galáxia está no meio do nada.
O resultado disso é que os nossos descendentes
terão uma perda terrível.
A luz das galáxias distantes viaja de muito longe para chegar até nós,
tanto que, quando olhamos para elas,
estamos literalmente olhando para o passado.
Assim, no futuro distante,
quando essas galáxias longínquas não forem mais visíveis,
os astrônomos perceberão que o passado, em termos cósmicos,
está fora de alcance.
E quanto ao fim do tempo,
uma teoria sugere que, eventualmente,
os buracos negros dominarão o Cosmos.
Mas eles também irão evaporar,
não deixando nada mais que partículas aleatórias
flutuando pelo espaço.
Em um futuro distante onde tudo tiver deteriorado
e tudo que restar estará parado,
não haverá nenhuma mudança.
E sem mudança, não poderemos ter uma noção clara
da passagem do tempo.
Se não há nada acontecendo,
então fica difícil até mesmo imaginar
que ali há tempo.
Não poderemos sequer dizer que direção do tempo é para a frente
ou para trás.
Em um sentido muito real,
o próprio tempo vai, um dia, perder o seu significado.
Cerca de 350 anos atrás,
Isaac Newton, que foi um dos primeiros
a pensar sobre o tempo cientificamente,
escreveu que ele não precisa definir “tempo”
porque é algo "bem conhecido por todos."
Mas ao tentar conciliar
nossa experiência do tempo com a verdadeira natureza de tempo,
fomos forçados a desafiar
algumas das nossas mais arraigadas crenças.
Sabemos agora que cada evento
que vai da ordem à desordem,
tem uma ligação com o próprio Big ***,
nos dando a seta do tempo.
A noção de senso comum de que um tempo único governa o Universo
deu lugar a uma imagem em que o tempo é diferente
para cada um de nós.
E o fluxo do tempo,
que nos parece tão real como o fluxo de um rio,
pode ser nada mais que uma ilusão.
Passado, presente e futuro podem existir em pé de igualdade.
Nossa experiência cotidiana de tempo
sempre exercerá uma grande influência.
Vamos continuar a imaginar que o tempo é universal,
que o passado se foi e que o futuro ainda está por vir.
Mas por causa das nossas descobertas científicas,
podemos também olhar para além da experiência
e reconhecer que somos parte de uma riquíssima
e estranha realidade.