O tempo é un gran pasado, un futuro incerto
Todos damos por feito que a frecha do tempo sempre apunta ao futuro. Nun sistema que está desconectado dunha fonte externa de enerxía -e este, ao parecer, é o noso Universo- todo cambia de ordenado a desordenado.
Tal como se aplica ás leis da termodinámica, o principio do fluxo do tempo ao longo da frecha significa que non se pode poñer un obxecto quente nunha habitación fría e esperar que se faga máis frío e o obxecto máis quente. Varios experimentos demostraron que mesmo a nivel cuántico, o comportamento das partículas depende significativamente das condicións iniciais. Noutras palabras, móvense na dirección á que estamos acostumados ao longo do tempo.
Recentemente, con todo, hai cada vez máis sinais de que algo está mal coa nosa comprensión do tempo. Quizais non sexa suficiente para dubidar da súa existencia, pero para pensar en como debemos entendelo, iso é certo.
Sen calefacción en estado enredado
Un grupo de físicos da Universidade Federal ABC de Brasil decidiu recentemente estudar o cloroformo, que está formado por un átomo de carbono unido a un átomo de hidróxeno e tres átomos de cloro. Os científicos utilizaron un forte campo magnético e acetona para manipular as propiedades dos compoñentes atómicos. Isto permitiulles "escoitar" o comportamento das partículas cun aumento gradual da enerxía dos núcleos debido á acción da resonancia magnética. Segundo a regra da frecha do tempo, os núcleos atómicos "quecedores" deben dar a enerxía dos movementos caóticos aos átomos máis fríos ata que o estado enerxético do conxunto se faga uniforme.
Como debemos entender o tempo?
En circunstancias normais, isto ocorrería. Non obstante, os investigadores atoparon unha excepción intrigante: un caso no que as partículas se correlacionaron entre si. A correlación de partículas cambiou significativamente a forma en que se distribúe a enerxía entre os corpos en comparación co que ocorre habitualmente. Os núcleos de hidróxeno excitados fixéronse "máis quentes" e o seu compañeiro de carbono enredado máis frío fíxose "máis frío".
Como conclúen os autores do experimento, estes resultados son termodinámicamente equivalentes volver ao pasado a moi pequena escala, pero aínda no noso universo, onde a regra do paso do tempo é supostamente “sagrada”. "Estamos a ver un fluxo espontáneo de calor dun sistema frío a outro quente", escribiron os investigadores nun artigo que apareceu no repositorio arXiv.org.
Frecha psicolóxica e termodinámica
Stephen Hawking na súa Breve historia do tempo, escribiu que o trastorno aumenta co tempo porque medimos o tempo na dirección na que aumenta o desorde. Isto significaría que temos algunha opción, que podemos, por exemplo, observar primeiro os fragmentos de vidro roto esparexidos polo chan, despois no momento en que o vidro golpea o chan, despois o vidro no aire e, finalmente, na man. dunha persoa que sostén o seu. Non hai ningunha regra científica de que a "frecha psicolóxica do tempo" deba ir na mesma dirección que a frecha termodinámica, e a entropía do sistema aumenta. Non obstante, moitos científicos cren que isto é así porque no cerebro humano ocorren cambios enerxéticos, similares aos que observamos na natureza. O cerebro ten enerxía para actuar, observar e razoar, porque o "motor" humano queima combustible-alimento e, como nun motor de combustión interna, este proceso é irreversible.
Non obstante, hai casos nos que, mantendo unha dirección da frecha psicolóxica do tempo en diferentes sistemas a entropía aumenta e baixa – por exemplo, ao almacenar datos na memoria do ordenador. Os módulos de memoria da máquina pasan do estado non ordenado á orde de escritura do disco. Así, a entropía no ordenador redúcese. Porén, calquera físico dirá que desde o punto de vista do universo no seu conxunto, está crecendo, porque é necesaria enerxía para escribir nun disco, e esta enerxía disípase en forma de calor xerada por unha máquina. Aquí hai unha lixeira resistencia "psicolóxica" ás leis establecidas da física. Cústanos considerar que o que sae co ruído do ventilador é máis importante que a gravación dunha obra ou outro valor na memoria.
Xa en 1967 había Ecuación de Wheeler-DeWitto que significaba que non había tempo como tal. Foi un intento de combinar matematicamente as ideas da mecánica cuántica e da relatividade xeral, un paso cara á teoría da gravidade cuántica, é dicir. a Teoría do Todo desexada por todos os científicos. Só en 1983 fixo física Don Páxina i William Wuthers propuxo unha explicación segundo a cal se pode sortear o problema do tempo mediante o concepto enredo cuántico. Propuxeron o concepto de que só se poden medir as propiedades dun sistema xa definido. Desde o punto de vista matemático, a súa proposta significaba que o reloxo non funciona illado do sistema e comeza só cando se enreda cun universo concreto.
É só unha ilusión?
É posible interpretar a teoría cuántica de forma simétrica no tempo, sen permitir a influencia do presente no pasado? pregunta nunha tese publicada en Proceedings of the Royal Society Mateo S. Leifer Oraz Mateo F. Pusey. Se tal teoría debe ser simétrica e aos físicos se preocupan, entón, por desgraza, debe existir a posibilidade anterior.
Os fans non teñen problemas para contar atrás teoría multiversocomo xa se pode ver no concepto de Page e Wouters. O problema da simetría está ben resolto nel, e non hai que volver atrás a frecha do tempo para explicar os fenómenos. É só que os resultados experimentais diferentes son o equivalente a mundos diferentes nos que unha partícula pode comportarse dun xeito ou doutro.
Modelo de experimento en cloroformo
físico británico Julian Barbour escribiu varios libros sobre o tempo é só unha ilusión. O máis famoso deles é The End of Time: The Next Revolution in Our Understanding of the Universe, 1999. O universo, cando está formado por configuracións flutuantes da materia, dá a impresión de que o tempo está pasando, di Barbour. O fluxo de conciencia e o sentimento do presente, que duran aproximadamente un segundo, todo sucede na cabeza das persoas. O noso cerebro ten información sobre o pasado recente, pero non como resultado dunha relación causal que se remonta a configuracións pasadas. Máis ben, é un trazo de pensar, quizais necesario para que penses en absoluto.
Barbour sinala iso Einstein nunha das súas últimas cartas escribe: "As persoas coma nós que cremos na física saben que a diferenza entre pasado, presente e futuro é só unha ilusión persistente". As opinións de Barbour considéranse "ciencia ao límite", pero moitos físicos serios (incluíndo figuras coñecidas como Le Smolin i Lyubosh Motl) considéranse "interesantes", non "tolos". Hai unha certa elegancia no concepto de atemporalidade, polo que atrae aos físicos.
Segundo os teóricos que continuaron o pensamento de Barbour, o tempo é un concepto inventado polo home para poder distinguir o que é "agora" do que percibimos como "pasado". O concepto de tempo segue sendo só unha ilusión da nosa mente, porque de feito todo o que foi e será está a suceder en cada momento. Hai dous anos, tal declaración foi feita por un grupo de físicos do Instituto Tecnolóxico de Massachusetts.
Estes científicos afirman que o universo está formado por "bloques" nos que tempo e espazo están conectados, formando o que se coñece como espazo-tempo. Esta teoría, consistente con teoría da relatividade Einstein suxire que o espazo e o tempo forman parte dun universo de catro dimensións no que todo o que acontece ten as súas propias coordenadas únicas no espazo-tempo.
- resumiu a investigación dos seus colegas Max Tegmark dende S.-
Desde o punto de vista da física cuántica, sempre é posible demostrar que o tempo "existe" porque funciona nos propios supostos do experimento, como a toxicidade dunha substancia colocada nunha caixa co gato de Schrödinger. O tempo é psicoloxicamente parte do escenario que creamos para o noso coñecemento. De feito, o seu paso do pasado ao futuro está sometido ao mesmo escrutinio que todo o demais.
Este é o final. No sentido de que o tempo remata como algo natural, o que non fai falla demostrar. Queda por decidir se eventualmente será tamén unha dimensión espazo-temporal e unha medida real do universo. Ata agora, no duelo entre a física teórica e a intuición xeral, esta última ten unha vantaxe importante. Pero quizais non sabe que cometeu un erro e xa perdeu?
Frecha do tempo: mostra a dirección do fluxo do tempo. O concepto foi introducido e popularizado polo astrofísico británico Arthur Eddington en 1927, autor de The Nature of the Physical World, publicado un ano despois. O tempo sempre flúe do pasado ao futuro e nunca viceversa, é dicir, é unidireccional, asimétrico e irreversible. Pódese dividir en pasado, presente e futuro. Sinónimos da frecha do tempo: dirección do tempo, asimetría do tempo, anisotropía do tempo, irreversibilidade do tempo e unidireccionalidade do tempo.
