‘Aventuras (do tempo)…no Domínio Infinitesimal’

   “O tempo é como um aquário, mergulhado em alto-mar“… (Sérgio Cohn)

mec quântica

Será que o tempo é quantizado? … Ou, em outras palavras…existirá uma unidade fundamental de tempo…que não possa ser dividida em um instante mais breve?…

John Baez… — matemático da Universidade da Califórnia                                 (UCR) e moderador da ‘sci.physics.research’ nos responde:

A resposta imediata para esta pergunta é… ‘Ninguém sabe‘… — Certamente não há nenhuma evidência experimental a favor de uma tal unidade mínima. Por outro lado,     não há nenhuma evidência contra ela, exceto que ainda não foi encontrada. – De fato,   não existem teorias físicas usuais, incorporando uma unidade fundamental de tempo,         e existem grandes obstáculos para se fazer isto de modo compatível aos princípios da Relatividade Geral.

Recentes trabalhos de Lee Smolin sobre a ‘teoria da gravidade quântica em Loop’, na qual a gravidade é representada por ‘laços espaciais‘… sugerem que pode haver uma maneira de se fazer algo aproximado nesse sentido, sem envolver uma unidade mínima de tempo, mas sim uma quantidade mínima de área para qualquer superfície bidimensional, além de um volume mínimo para qualquer região tridimensional no espaço… e até, talvez, um mínimo ‘hipervolume‘ para qualquer região ‘tetradimensional’… do ‘espaçotempo’. ************************************************************************************ Já William Unruh, professor da Universidade British Columbia dá a seguinte resposta:

William Unruh

William Unruh

Não existe…certamente… nenhuma evidência experimental de que o tempo (ou espaço) seja quantizado… Então – a questão é… ‘se pode        existir uma teoria onde o tempo é quantizado.      

Embora pesquisadores tenham formulado algumas teorias em que existe a necessária “quantização” de tempo… – nenhuma… – que eu saiba… jamais foi seriamente considerada como uma teoria viável da realidade – pelo menos … não por mais pessoas do     que seu proponente original.

Pode-se… – no entanto, questionar de uma forma ligeiramente diferente. Juntando G (constante da gravidade newtoniana)… h (constante de Planck),     e c (velocidade da luz)…consegue-se derivar uma quantidade mínima significativa de tempo…cerca de 10 e(-44) segundos. – Nessa escala temporal (de Planck)… supõe-se que ‘efeitos quânticos’ passem a dominar a gravidade…e, portanto, como a teoria de Einstein relaciona gravidade e tempo, a dominar também a noção comum de tempo.

Em outras palavras, para intervalos de tempo menores do que este,           seria de se esperar que toda noção de “tempo” perca seu significado.

O maior obstáculo para, definitivamente, responder esta pergunta é que, não há nenhuma teoria realmente aceitável para descrever este modelo, onde a mecânica quântica se une à gravidade. Nos últimos anos, um ramo da física teórica chamado “teoria das cordas” tem levado adiante esta ideia – mas a teoria ainda está muito longe de um modelo em que seja possível utilizá-la… – para descrever a ‘natureza do tempo‘… – em um intervalo tão breve. ************************************************************************************ Uma outra perspectiva… um tanto “iconoclasta” sobre esta questão vem de William Tifft, professor de astronomia da Universidade do Arizona…Para ele há 3 formas de responder esta pergunta…1ª) Não há nenhuma evidência conclusiva de que o tempo seja quantizado, mas…2ª) alguns estudos teóricos sugerem que… – para unificar a gravitação (relatividade geral) com teorias da física quântica pode ser necessário quantizar o espaço, e até… talvez, o próprio tempo – considerado assim, sempre, uma quantidade unidimensional; 3ª) Meu próprio trabalho – combinando novas ideias teóricas… com observações de propriedades galáticas, partículas e forças fundamentais, sugere que – em certo sentido…o tempo pode ser quantizado; mas, nesse caso… já não seria unidimensional.

redshift

Temos observado que redshifts galáticos (Intensidade x Angstrons) parecem, de fato, ser quantizados.

O ‘desvio para o vermelho’ representa…uma variação aparente na frequência da luz das galáxias distantes.

Esta mudança acontece…   conforme sua magnitude aumenta com a distância.

Porém… se os ‘redshifts’ fossem causados apenas pelo alongamento da luz devido à lei de Hubble de expansão do universo, como se costuma supor…   eles então, deveriam assumir uma distribuição harmoniosa de valores. – Mas na verdade, parece que os redshifts assumem ‘valores discretos‘…algo impossível, se fossem somente, devido à expansão cósmica.

Esta observação sugere que há algo muito fundamental                               sobre o “espaço/tempo”… – que ainda não descobrimos.

A luz desviada para o vermelho que vemos é formada por fótons — partículas discretas de energia luminosa. A energia de um fóton (E) é o produto da ‘constante de Planck’ (h) pela frequência da luz (f) – definida como o inverso do tempo.

planck

Portanto … se apenas redshifts discretos são possíveis, então apenas certas energias estão presentes – e, apenas certas frequências (ou, inversamente… “intervalos de tempo”)… são permitidos. Na medida em que ‘redshifts’ de galáxias se relacionam à estrutura do tempo — é subtendida uma “quantização” inerente.

Em nossos modelos teóricos, aprendemos a prever as energias envolvidas…e deduzimos que os tempos envolvidos são sempre determinados múltiplos do “tempo de Planck“; menor intervalo de tempo possível…  —  em consistência com as teorias físicas atuais.  

O modelo no qual estamos trabalhando, não só prevê redshifts, como também permite o cálculo básico das ‘energias de massa’ das partículas fundamentais – assim como das propriedades das forças fundamentais. E, como consequência…o tempo (assim como o espaço) parece ser tridimensional… (o que – para o universo…poderia representar a   sua ‘matriz fundamental‘…3×3)

Desse modo, as partículas fundamentais e objetos (até a escala de galáxias) podem ser representadas como…discretas estruturas quantizadas de tempo tridimensional … – incorporadas dentro de uma matriz geral de tempo 3D.

As estruturas parecem estar ‘evaporando’ radialmente … a partir de um ponto de origem (t= 0), ou seja, um big-bang, no tempo 3D. Qualquer pedaço escolhido, por exemplo, a nossa galáxia, estaria evoluindo no tempo 3d ao longo de sua faixa unidimensional, uma linha de tempo 1D… Dentro de nossa parte (quantizada), sentimos apenas o tempo fluir unidimensionalmente, do nosso pedaço de tempo global.

“sobre o Tempo” – Salvador Dali

Agora, podemos finalmente tentar responder à pergunta inicial, se… o tempo é quantizado.

O fluxo do tempo que sentimos corresponde ao fluxo do nosso pedaço de tempo  3d  através da matriz geral de tempo 3D, provavelmente, não quantizado.

Tanto o espaço – quanto o tempo (operacional) normal podem ser contínuos… Por outro lado, a estrutura de intervalos de tempo (frequências e energias) que formam os pedaços de tempo 3D,   chamados galáxias (ou partículas fundamentais) parece ser quantizada em unidades compatíveis     à escala de Planck.

No modelo de tempo 3d, o espaço é uma entidade local. – Galáxias estão separadas em tempos 3D…  (erroneamente interpretados como espaço)

O que importa no tempo tridimensional são os intervalos de tempo necessários para enviar sinais entre as galáxias – portanto – a separação das galáxias no tempo…e não no espaço, é fundamental. Desse modo, a matriz geral de tempo 3D parece conter discretas ‘partículas de tempo3d…Estas partículas são as ‘galáxias’. Quando os fótons viajam entre as galáxias – o resultado é uma estrutura quantizada, que vemos como ‘redshifts quantizados… – Quando fótons viajam dentro de uma única estrutura temporal 3d…   vemos apenas dinâmicas espaciais comuns, onde o tempo transcorre de modo contínuo.

Acreditem, ou não… parece que podemos ter as 2 formas – a estrutura subjacente de tempo pode ser 3D quantizada… enquanto estruturas de tempo 3d fluem continuamente. SCIAM ‘Is time quantized?’ (Out, 1999) *******************(nas cordas c/ humor)***************************

Questionado sobre sua célebre frase “Deus não joga dados!” … Einstein assim respondeu…”porque o Gato de Schrödinger teria uma 2ª chance”.

E, é justamente o que me parece acontecer analisando a 3ª resposta…vivemos, ao mesmo tempo, em um universo interno (cósmico), e um externo (cosmológico)…ou seja, vivemos em um universo “macro” e quântico… – ao mesmo tempo (…e espaço).

Não sou fanático pela ‘Teoria das Cordas’ (muito pelo contrário)… – mas me parece que a grande dificuldade em se aceitar um espaço/tempo com 9 dimensões – pode estar com os dias contados. Neste próprio post é mostrada a possibilidade de uma matriz espaçotempo (quadrada e inversa) com 9 dimensões… (3 de tempo … – para cada dimensão de espaço).

Outra observação útil sobre esta excêntrica teoria é que uma “unidade de corda”…apenas com comprimento (na escala de Planck) teria as mesmas propriedade de um spin…que a grosso modo corresponde ao “momento angular” (‘torque‘) de uma partícula elementar. **************************(texto complementar)*************************************

Uma questão de tempo                                                                                                             Enquanto o relógio de Newton era absoluto, e o tempo de Einstein mudava aos sabores   do vento… –  hoje… – nem mesmo a passagem do tempo… – é garantida pela ciência…’

tempo quânticoToda a nossa experiência de vida…baseia-se na suposição de que, podemos dividir o tempo em passado, presente e futuro… – E, que ele passa sem parar; como um rio, que converte o futuro em passado, ao correr pelo presente – que não passa de um instante infinitesimalmente curto.

Porém, Albert Einstein afirmou que: “Para nós, físicos presunçosos, passado, presente e futuro são apenas ilusões”… – O que significaria isso?

Ao pensarmos sobre o tempo, segundo a crença geral… – o passado é composto de eventos que já aconteceram, e que não existem mais…O que resta deles são imagens guardadas em nossa memória… – e nada pode modificar essas imagens… – O futuro… por outro lado… é feito de acontecimentos…que ainda não aconteceram… – e ninguém tem certeza sobre ele.

A fronteira entre passado e futuro é o presente, uma divisão móvel. À medida que o tempo avança – o futuro se converte em presente…e, em seguida, quase de imediato, em passado. Os acontecimentos atuais se distinguem dos futuros em um ponto… – são reais. Por isso, o agora é o momento no qual podemos ter uma troca recíproca com o mundo.

Tudo isso é tão simples, quase banal. Mesmo assim, pode causar confusão. – Por exemplo, quanto tempo dura o presente? Ele não marca uma linha rígida entre o passado e o futuro. Essa divisão é tênue…movida pela nossa “consciência“. – Muitos eventos acontecem tão depressa que confundem nosso cérebro. – Um filme no cinema, por exemplo, é composto de uma sequência de imagens paradas. – Mas, por serem projetadas sucessivamente, com grande velocidade, temos a impressão de movimento contínuo.

Processos mais distantes da nossa realidade, como fenômenos da física quântica, são tão rápidos, desafiando a nossa noção de tempo de tal forma – que escapam completamente da nossa capacidade de entendimento.

O tempo na ciência (de Newton a Einstein)

Pelas regras da “física moderna“…quem quiser separar o tempo em passado, presente e futuro encontrará dificuldades… – Tudo começa com Isaac Newton, que no século 17 escreveu sobre o tempo… “absoluto, verdadeiro e matemático, que transcorre uniformemente”… – Ele tentou descartar a subjetividade ao fazer medições de forma precisa, usando ‘relógios’. Das fórmulas de Newton, nasce uma visão do tempose olharmos para o estado de um sistema físico fechado num dado momento…ficará fixada, para sempre, a totalidade dos estados futuros.

Ou seja… o estado de um sistema em um instante qualquer determina, de uma vez por todas, toda a sua história. – Essa imagem newtoniana do mundo reduz o tempo a uma questão contábil. Assim, nesse universo não pode ocorrer nada verdadeiramente novo, pois, informações necessárias na construção do futuro, já são parte do tempo presente.

Dessa forma, o ‘livro cósmico’ está totalmente escrito, desde há muito…e o que chamamos tempo nada mais é que um meio de numerar suas páginas. 

Naturalmente, a física não parou em Newton. Com a ‘Teoria Especial da Relatividade’, o conhecimento dos físicos nessa área deu um “salto gigantesco”… Em sua teoria, Einstein relacionou o tempo muito fortemente ao espaço, e converteu ambos em “eventos físicos”, eliminando algumas das nossas opiniões intuitivas, sobre os “fenômenos temporais“.

Por exemplo, antes de Einstein, uma pessoa poderia dizer que… gostaria de saber o que estaria acontecendo agora em outra galáxia. E ninguém responderia que essa afirmação não faz sentido. O agora era um conceito vigente em toda parte. Parecia que o Universo todo tinha o mesmo “presente local”.

A ‘Teoria da Relatividade’ destruiu a base dessa convicção…Einstein nos ensinou que 2 acontecimentos podem ocorrer simultaneamente para um observador, enquanto outro observador que se mova em relação ao 1º… perceberá os mesmos fatos – um depois do outro, enquanto um terceiro poderá até ver os 2 acontecimentos…numa ordem inversa.

Na vida diária…essas coisas não acontecem… porque as distâncias e as velocidades são muito pequenas para que se possa notar a relatividade. Mas, de fato ela existe… – e suas consequências são de ‘grande alcance’.

Depois de Einstein…não sobrou nenhum “momento atual”…que seja válido no universo inteiro. Nenhum ‘agora’ que seja igual de um extremo do espaço ao outro. O conceito de presente virou uma questão pessoal, que só possui significado como ponto de referência para um observador… – “conforme” ao movimento de seu próprio “referencial inercial”.

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Por isso, para as ‘leis da relatividade’ não faz sentido dividir…passado…presente, e futuro — pois ela nos leva a uma imagem do universo na qual ‘tempo‘ e ‘espaço‘ se fazem diante de nós, em dimensão plena. Como assim já dizia Einsteinpassado,  presente e futuro … são apenas ilusões.

A causalidade da ‘Seta do tempo’

Apesar disso, não há como duvidar de que os acontecimentos se posicionam numa ordem sucessiva… e que essa ordem tem uma direção. Se não fosse assim, a ideia de causalidade, que determina que um fato acontece depois… e como consequência de outro, não poderia existir… O tempo, portanto, tem uma direção (visto a partir da causa, o efeito se encontra no futuro)…e esse fato impregna todo o Universo.

Apesar disso parecer óbvio, há mais de um século cientistas discutem qual o motivo desse alinhamento. Físicos descrevem frequentemente a direção do tempo com a figura de uma seta que aponta para o futuro a partir do passado. – Mas, essa comparação pode produzir muita confusão…

É legítimo falar de uma orientação do Universo no tempo…que assinala desde o passado até o futuro. O difícil é denominar com ela a direção do fluxo do tempo.

Essa diferença fica clara ao se pensar na agulha de uma bússola… – Para nós ela assinala o Norte e o Sul. Mas isso acontece apenas porque esses conceitos foram convencionados por nós. O significado real daquela seta é: o campo magnético da Terra está orientado, e existe uma assimetria entre os 2 lados, indicando que a ‘direção Sul-Norte’, não é a mesma que a Norte-Sul.

Quando dizemos que uma seta mostra a direção do passado para o futuro, só estamos querendo indicar que existe uma assimetria no Universo. Ou seja, que a direção rumo       ao passado é distinta da direção rumo ao futuro.

Presente imperfeito e o ‘tempo cósmico’

Será que o presente existe de verdade, como algo objetivo… ou é apenas uma invenção da nossa cabeça?…Há muito tempo os filósofos brigam por causa dessa questão. De um lado, estão os que defendem um “presente real” – são os teóricos A, cujo expoente foi o alemão Hans Reichenbach, da primeira metade do século 20. – Seus oponentes são os teóricos B, entre os quais Alfred Ayer e Adolf Grünbaum.

O grupo A utiliza os conceitos de passado, presente e futuro… mais a rica variedade de tempos das línguas modernas…como o pretérito imperfeito, perfeito e mais-que-perfeito. O grupo B usa um sistema de datas, em que fatos são marcados no momento em que ocorreram … depois ordenados.

xícara-de-café.jpgDiante dessas ideias, alguém poderia alegar: digam o que disserem os físicos, hoje minha xícara de café quebrou ao cair da mesa… – Isso ocorreu às 16h…e representa uma mudança – para pior – em relação à situação anterior a essa hora… Ora, dirá o teórico do grupo B que a mudança é apenas uma ilusão… Que a xícara estava inteira às 15h59… que às 16h01 estava quebrada…e que às 16h houve um momento de transição. – Essa forma neutra de descrição…ao usar o sistema de datas – contém igual informação, entretanto… – não afirma o “decurso do tempo“.

O teórico A, por sua vez… – responderia que só se pode compreender o movimento do relógio usando algo como o tempo…como ‘ponto de referência‘. Se a ideia de tempo não existisse, o andar dos ponteiros precisaria estar ligado a outra coisa, como o movimento     da Terra. Mas também esse movimento precisaria se relacionar com alguma outra coisa.   E, assim por diante, numa série de relações que pareceria infinita.

O que haveria no final dessa cadeia? O último relógio seria o próprio Universo. Ao dilatar-se cada vez mais, o Universo fixa um tempo cósmico. E, segundo físicos que estudam esse movimento de expansão; pela física quântica… – o tempo cósmico estaria totalmente fora das fórmulas… Resultado…qualquer variação só pode ser medida por meio de correlações, ou relações de mudança.

ilusão ótica

De toda forma, continuamos a sentir que o tempo passa… — Einstein, como vimos, denominou esse sentimento de “ilusão“. Dos vários tipos de ilusão de movimento, ao girarmos ao redor de nós mesmos… e pararmos de repente…parece que tudo à nossa volta continua girando. Porém, na realidade tudo está parado. – Será que a sensação de que o tempo passa … é uma ilusão semelhante a essa?…

Para a ‘física quântica’, a natureza, no nível atômico, é indeterminada. Ou seja, não é possível predizer qualquer acontecimento, partindo dos fatores do presente. – Se um observador realizar medições num átomo, com esse próprio ato, ele modificará o que desejava medir. Ou seja, o possível se converte em real por meio da mera observação.       E, naturalmente, isso pode ter algo a ver com o chamado “fluxo do tempo”.

Mas, é bom lembrar que aqui estamos no território das especulações… – E a verdadeira natureza do tempo continua sendo um enigma… – Se algum dia vamos decifrá-lo… só o tempo dirá. ###### (Paul Davies) ###### (texto base) ###### (abr/1988) ###### *********************************************************************************

tempoO futuro já aconteceu (junho/2015)

Existe um lugar em que o tempo passa diferente de pessoa para pessoa. Nesse lugar, nenhum relógio marca a mesma hora; e passado, presente e futuro, por terem acontecido ao mesmo tempo, se acham essencialmente congelados. Aí, todo universo… desde sua origem, até     o seu fim… — existe ao mesmo tempo.

Nesse lugar, o que para você é o futuro… já pode ser uma memória distante para outra pessoa. Em outras palavras, você não tem escolha…Deve ser chato morar em um lugar como esse, afinal de contas, você não parece ter liberdade, é tudo uma ilusão. Mas que lugar é esse?… – É o nosso universo!…

Pode parecer ficção…mas tudo isso foi descoberto pelo cientista mais célebre de todos os tempos, Albert Einstein, em 1905. – Desde que nascemos…temos a ideia de que o tempo passa no mesmo ritmo para todas as pessoas, e que todos no planeta viajam juntos rumo ao futuro. Mas, de acordo com Einstein, o tempo é uma espécie de lugar…uma dimensão onde caminhamos até a morte.

Enquanto você lê esse texto, o tempo passa, certo? – Na verdade, não…É você quem está viajando por um lugar chamado tempo, através de um meio de transporte invisível, bem rápido. Esse meio de transporte, que viaja a 1,08 bilhão de km/h … é a velocidade da luz.

De acordo com a relatividade de Einstein, tempo e espaço são uma coisa só, chamada espaço-tempo, onde nada pode viajar mais rápido do que a luz… Daí então, surge um grande problema. – Se você está andando na velocidade da luz enquanto lê esse texto,       ao se levantar e ir ao banheiro a 4 km/h … você terá ultrapassado a velocidade da luz?

É claro que não. O que acontece é que essa velocidade é descontada. Em outras palavras, “emprestadas” pelos motores que empurram o tempo. Eles emprestam um pouco de sua velocidade para tudo o que se move…Mas, isso tem um preço… – ou seja, o tempo passa mais devagar para você.

Como exemplo, suponha que você, parado nesse instante, atravessando o tempo a 1,08 bilhão de km/h, decide então dar uma volta em sua Ferrari novinha a 180 km/h. O que acontece?… – Você pega emprestado do “banco do tempo” 180 km/h, e ele desconta de     seu relógio… isto é, o tempo para você passa mais devagar em relação a todas as outras pessoas que estão paradas no momento. Um momento que durava 60 segundos, agora passa a durar 59,9999999999953 segundos.

O carro acelera, mas freia seu relógio – apenas o SEU. Depois de uma hora viajando no carro a essa velocidade… você viaja 0,0000000576 milésimo de segundo para o futuro.

futuro-ja-chegouPouca coisa, certo? Sim, as velocidades que experimentamos no ‘dia-a-dia’ são extremamente insignificantes para ter ‘efeito notável’ na passagem no tempo.

Então … 1,08 bilhão parece ser muito mais do que o suficiente. – Sim, e é aí que tudo fica ainda mais interessante. Se uma nave futurista viajar a 1 bilhão de km/h, o banco do tempo estará em apuros… — E aí vai mais um exemplo:

Vamos imaginar que sua Ferrari possa atingir a mesma velocidade dessa suposta nave. Na rodovia que você viaja, há uma pessoa no bar. Então, um ladrão aparece do nada e aponta uma pistola na cabeça do indivíduo… — Você passa pela rodovia à 1 bilhão de km/h … Seu relógio marca 10:00… — Mas…quando você passa em frente ao bar, não vê a pessoa sendo ameaçada de morte. Por que?…

Porque o tempo passou mais devagar para você do que para as pessoas no bar. Seu relógio marca 10:00, mas o relógio do bar marca 10:05… Você viajou para o futuro…E vê, ou uma pessoa morta, ou a polícia prendendo o sujeito no bar. – Você vê algo que para as pessoas que estavam no bar, ainda não está decidido.

Temos então um ‘paradoxo’…Tanto você, como o homem ameaçado, vivem o que os 2 chamam de ‘agora’. Mas para ele é futuro… algo que você já tem na memória… – ou seja… – algo que para você…já se encontra no passado.

Mas, por incrível que pareça… as coisas ainda podem ficar mais complicadas… – Segundo Einstein, grandes distâncias também podem distorcer a ideia de que exista um agora para todos. Em outras palavras… para um alienígena vivendo em outra galáxia, o momento em que você está em frente ao computador…lendo este artigo…pode ser um passado distante.

Como escreveu o físico Brian Greene, em seu livro “O Tecido do Cosmos”         …“A concepção dele sobre o que existe neste momento no universo pode incluir coisas que, atualmente, nos parecem completamente em aberto”.

o-futuro-aconteceu

Pensando bem… chegamos aqui a uma “conclusão extraordinária”… Toda história do universo…já está escrita, e obviamente não temos o que se chama de “livre arbítrio“… O ‘dia de amanhã’ já está definido no tecido da realidade do cosmos. Existe, no entanto, uma teoria de que sim…temos poder de escolha mesmo em um universo determinístico. – São os ‘mundos paralelos’…ainda mais bizarros do que tudo o que foi apresentado até aqui.

A “Teoria dos Muitos Mundos”, criada pelo físico norte-americano Hugh Everett em 1957, sugere que a cada possível ação que fazemos, o universo se divide em realidades paralelas, onde toda possível ação é executada… Por exemplo, se você está em uma festa, e encontra alguém que não tem coragem de puxar conversa… – Em algum universo paralelo… “você” chegou até essa pessoa, e levou um fora. Em outro, a cantada deu certo. E, em mais outro, vocês se casaram e tiveram filhos. Assim funcionaria com cada possível resultado de uma ação… – infinitos universos são gerados… – incluindo infinitas possibilidades.

Temos nesse cenário, um futuro aberto para qualquer coisa… ao contrário do que aceita a relatividade de Einstein. – Em teoria, soa bem… – mas testar isso na prática é um desafio imenso (diferentemente da ‘relatividade‘, que já foi testada na prática – com observações cósmicas e em laboratórios). E você, leitor… – fica do lado da ‘relatividade‘, ou aposta em realidades alternativas paralelas?…Tenha toda liberdade de escolha. Ou não…(texto base) ************************************************************************************

gravidade

Por que tempo e espaço podem ser ilusões

No ano passado, o mundo da física comemorou os 100 anos da teoria da relatividade geral de Albert Einstein…  —  que fundamentou o entendimento moderno da “gravidade“… – A criação de Einstein foi o ‘antídoto’ definitivo contra uma atitude blasé que, às vezes…contamina até mesmo os cientistas.

Ela abriu um universo que nunca deixa de nos surpreender – buracos negros, ‘big bang’, energias escuras, ondas gravitacionais — tirando-nos das trilhas de pensamento em que caímos com tanta facilidade… – Mas a tinta da teoria mal tinha secado no papel quando Einstein viu 1 problema… Ela contradizia a mecânica quântica, sugerindo a necessidade   de uma teoria ainda mais profunda…para unificar esses 2 pilares da física fundamental.

Em junho de 1916, Einstein escreveu…que…“A teoria quântica teria de modificar não só a eletrodinâmica de Maxwell, mas também a nova teoria da gravitação”…Foi um insight e tanto…se considerarmos que a teoria quântica ainda nem sequer existia… – Era uma ideia ainda nebulosa, que levaria uma década para se cristalizar… – Comemoramos portanto, o centenário, não só da teoria de Einstein – mas também o longo caminho para suplantá-la.

Teoria da gravitação do “espaçotempo”                                                                           Gravitação quântica também é uma teoria do tempo                                                                     e espaço… – e esse foi o maior “insight” de Einstein.

Enquanto a teoria da relatividade geral levou uma década para ser formulada por um gênio, essa teoria mais profunda, conhecida como teoria da gravitação quântica’, confunde gerações de gênios há um século… – Em parte os físicos são vítimas de seus sucessos passados…quando conquistamos algo na vida, nos tornamos mais exigentes,         o que dificulta os próximos passos.

imaginc3a1rioNo entanto… – físicos sempre formularam suas teorias considerando tempo e espaço… E assim, uma teoria da gravitação engole o próprio rabo. Ela supõe… – por exemplo…que a passagem do tempo varia… mas a palavra “varia” conota um processo temporal. – Se o tempo está variando, então… a própria razão segundo a qual ele está variando também varia; e cria-se um paradoxo.

Essa ‘circularidade conceitual’ traz dificuldades matemáticas…Por exemplo…o pequeno “t” que os físicos usam para denotar tempo desaparece das equações, impossibilitando a explicação de mudanças no mundo. Na descrição do que está acontecendo – é preciso ir além do tempo e do espaço. – E o que significa isso?…Tal ideia nos conduz… obrigatoriamente… a terrenos desconhecidos.

Teoria das cordas, gravidade quântica em loop, teoria da causalidade…estas são apenas algumas das abordagens teóricas. Naturalmente, os defensores de cada uma delas estão convencidos de que os outros estão equivocados…ou estão produzindo má ciência. Mas, quando você dá um passo para trás, e se afasta um pouco dessa disputa, nota que todos concordam com uma lição essencial – o espaçotempo que habitamos é uma construção. Não é fundamental na natureza… mas, emerge de um nível mais profundo de realidade.

De um jeito ou de outro, ele consiste de blocos primitivos (átomos de espaço)… e assume suas propriedades de acordo como os blocos são encaixados.

Esses “átomos” claramente não são nada parecidos com átomos comuns, como oxigênio ou hidrogênio. Primeiro, eles não são minúsculos… porque a palavra “minúsculo” é uma descrição espacial, e esses átomos estão criando espaço, não pressupondo sua existência.

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Mas, muitos dos mesmos princípios se aplicam. A água, por exemplo, consiste de moléculas de H2O. Ela pode mudar de estado – congelar ou ferver — conforme rearranjo das moléculas, em estruturas diferentes… — Da mesma forma … para o espaço.

Se seus ‘átomos primitivos’ puderem se organizar, presumivelmente…eles também poderiam formar outras estruturas. E isso pode explicar muitos dos mistérios da física moderna, por ex, o fato de que:

As leis da física, operando sob o tempo, são inerentemente incapazes de explicar seu início.

3 enigmas do espaçotempo

Considere buracos negros…Algum objeto que caia em um deles, pela teoria de Einstein, veria seus átomos simplesmente desaparecer… – As novas teorias do espaçotempo porém, sugerem uma figura diferente…segundo a qual, o espaço muda de estado, dentro dos BNs.

Isto porque, o buraco negro não tem volume interno; seu perímetro marca o ponto onde o espaço se desfaz. O resultado é um novo estado não mais espacial, e difícil até de imaginar. Portanto, o objeto que nele entrasse… teria seus átomos assumindo formas desconhecidas.

Já no “big bang“…que, como buracos negros, também sempre foi uma espécie de paradoxo – as leis ordinárias da física… operando sob o tempo, são inerentemente incapazes de explicar o começo do tempo. Segundo essas leis, alguma coisa tem de           vir antes do big bang para que o evento possa ocorrer. – Porém, não deveria haver       nada antes dele… – Uma maneira de resolver essa contradição … é pensar no “big         bang não como um começo, mas como transição, quando o espaço se cristalizou.

E finalmente, temos o misterioso fenômeno da não-localidade quântica – que Einstein chamou “ação fantasmagórica à distância(2 ou mais partículas, agindo de modo coordenado…sem que essa coordenação dependa de ondas sonoras, sinais de rádio, ou outro meio qualquer de comunicação) … não obstante a distância que as separe.

Uma explicação possível para o comportamento dessas partículas… é que elas possam ter raízes em um nível de realidade mais profundo, no qual a distância não tenha significado.

Certamente isso tudo ainda é especulação – mas uma especulação qualificada… Os cientistas não tiveram essa ideia tomando uma cerveja depois do trabalho. Elas são resultado da combinação dos princípios da teoria de Einstein, e da ‘teoria quântica’.

Pela própria natureza da ciência, não sabemos o que essas ideias significam…e nem sequer se elas estão corretas. – Contudo, quando dermos o próximo passo, os efeitos certamente vão se propagar na cultura em geral. – E aprender coisas novas sobre o universo levará a humanidade a um outro nível. (texto base) G. Musser (maio/2016) ********************************************************************************

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O Tempo Quantizado

O tempo é contínuo?… Todas as teorias da física — confirmadas por experimentos, pressupõem que sim. Porém, há hipóteses, ainda não testadas… – segundo as quais as coisas são bem diferentes.

Essas teorias foram criadas por motivos que nada têm a ver com o tempo… São tentativas de resolver um problema fundamental na física atual – reunificar a física teórica. Hoje ela está dividida em 2 grandes campos… de um lado, a teoria da relatividade geral e, de outro, a mecânica quântica com a relatividade especial (que foram fundidas na “Teoria Quântica do Campo”). As duas formulações são incompatíveis, daí a necessidade de encontrar uma terceira teoria única que seja capaz de reproduzir as previsões de ambas.

Não é uma tarefa fácil. – Há algumas tentativas, mas ainda não foi possível verificar com experimentos em aceleradores de partículas, se alguma delas representa bem a realidade física. Uma das tentativas é a Teoria das Cordas, ou ‘Supercordas’… Outra é a Gravitação Quântica de Laços (“Quantum Loop Gravity”). – Nesta…ao contrário do que diz a Teoria das Cordas…o ‘espaçotempo’ não é contínuo… – mas uma espécie de rede… – Apenas os cruzamentos dos fios dessa rede…são posições e instantes de tempo possíveis… espaço e tempo são quanticamente granulados……….  Roberto Belisário — …………. (texto base)

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Sobre Cesarious

estudei Astronomia na UFRJ no período 1973/1979... (s/ diploma)
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Uma resposta para ‘Aventuras (do tempo)…no Domínio Infinitesimal’

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