Ainda não existe uma teoria do tempo geralmente aceita ou mesmo uma descrição que sirva a todos. No entanto, os cientistas inventaram muitas máquinas do tempo - afinal, nenhuma lei da física proíbe isso. Será que algum dia seremos capazes de manipular esta estranha categoria do universo.
Seta do tempo
Não percebemos o tempo com nenhum dos sentidos, mas o conhecemos intuitivamente e até sabemos, dentro de certos limites, prever o que vai acontecer em breve. Em nossa opinião, o tempo passa, corre, flui. Estamos falando sobre o momento presente, passado e futuro. Dois eventos diferentes podem ser ligados como causa e efeito: um dá origem ao outro. Nunca o contrário. Essa é a essência do princípio da causalidade, ou irreversibilidade do tempo.
O acadêmico ganhador do Nobel Vitaly Ginzburg incluiu a irreversibilidade (seta do tempo) na lista dos três grandes problemas da física.
Na mecânica clássica, a irreversibilidade se deve ao fato de que os corpos são compostos por muitos átomos, moléculas, tendendo a um estado caótico (aumenta a entropia). O exemplo mais simples é o creme no chá. Eles podem ser agitados, mas não podem ser recolhidos exatamente na mesma gota, embora as moléculas da substância e seu número pareçam permanecer os mesmos.
Outra coisa é o mundo quântico, onde os objetos são partículas elementares, campos. Lá a flecha do tempo não existe, os processos são reversíveis, mas apenas enquanto não tentarmos medi-los, observá-los. As partículas estão em todos os estados possíveis ao mesmo tempo (os físicos preferem falar sobre a função de onda). Mas no momento da medição com nossos dispositivos, eles "escolhem" um dos estados (ou nós escolhemos).
Surgem questões jurídicas: o tempo é um fenômeno objetivo que existe independentemente da consciência, como um lago, uma casa, o sol? Ou é uma propriedade da consciência e sem nós não existe?
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“O tempo é a pior coisa que você pode perguntar a um físico moderno. A discórdia completa é que cada uma das ciências vê o tempo apenas de um, de seu lado. Portanto, temos que falar sobre tempo geométrico, termodinâmico e mecânico-quântico. Até mesmo entender por que diferentes definições de tempo têm algo a ver umas com as outras é um problema”, diz Sergei Baranov, Doutor em Física e Matemática, um dos principais pesquisadores do Laboratório de Interação da Radiação com a Matéria da FIAN.
Os gêmeos e o paradoxo do relógio
Na era soviética, histórias sobre anomalias temporárias, onde pessoas, navios e aviões caíam, eram populares entre os fãs de sensações. Na Web, você encontrará relatos de testemunhas oculares de "viagens no tempo" dentro de um forte tornado.
Segundo Sergei Baranov, se excluirmos o engano deliberado, as "anomalias do tempo" são explicadas por erros de percepção, falhas na eletrônica sob a influência de fenômenos atmosféricos ou fatores industriais.
“Os motoristas que passam perto de radares militares notam falhas no sistema GPS, mas é improvável que isso esteja relacionado ao teletransporte”, o cientista dá um exemplo.
Os físicos encontram paradoxos reais de tempo em experimentos, mas todos eles são explicáveis. Por exemplo, na teoria da relatividade especial, o "paradoxo dos gêmeos" é conhecido: um dos irmãos gêmeos explorando o espaço em um foguete veloz, ao retornar, descobre que o gêmeo remanescente na Terra envelheceu. Sem misticismo. É que, no espaço-tempo quadridimensional, para um corpo em movimento, o tempo flui mais lentamente.
A dilatação do tempo é fixada em aceleradores durante a decadência de partículas instáveis. O relógio atômico a bordo dos satélites em órbita, ao contrário, avança alguns microssegundos por dia. Aqui a gravidade desempenha um papel que, aumentando com a altura, estica ligeiramente os níveis de energia dos elétrons e núcleos.
O paradoxo dos gêmeos. Esquerda: um gêmeo disparando no espaço, o outro - permanece na Terra. À direita: mais tempo se passou para o irmão que ficou na Terra do que para o viajante do espaço / Ilustração de RIA Novosti / Alina Polyanina.
Wormholes como um teletransporte
A teoria da relatividade prevê a existência de buracos negros no Universo - objetos com grande massa que distorcem o espaço. Para um observador externo, parece que à frente está o fim do mundo, além do qual não há nada. Isso é chamado de horizonte de eventos. O tempo fica mais lento atrás dele, dentro do buraco negro qualquer matéria é dilacerada pelas forças das marés. Você só pode cair em um buraco negro. Não há volta.
Nesse sentido, o "buraco de minhoca" (ou "buraco de minhoca") oferece mais oportunidades. As duas entradas são conectadas por um pequeno túnel. Eles podem estar localizados em partes distantes do nosso universo ou em universos diferentes. Como afirma o físico Michio Kaku em The Physics of the Impossible, os buracos de minhoca permitem que você viaje no tempo e no espaço.
O problema é que os buracos de minhoca são instáveis e entram em colapso sob a influência da gravidade. O cosmólogo Igor Novikov, do Centro Astronômico do Instituto de Física Lebedev, acredita que se o "buraco de minhoca" for preenchido com matéria exótica com densidade de energia negativa (para criar antigravidade), ela se tornará transitável.
“A substância exótica é um estado quântico da matéria, conhecido apenas em teoria. Não sabemos se existem grandes quantidades de tal substância, se ela pode ser obtida artificialmente. Não existem leis que proíbam sua existência, inclusive na natureza”, especifica o cosmólogo.
Os conceitos científicos modernos assumem que nos centros das galáxias, incluindo a nossa Via Láctea, o lugar dos buracos negros é ocupado por "buracos de minhoca". Projetos futuros, como o Millimetron da Rússia, uma estação espacial no ponto Lagrange, que, junto com radiotelescópios terrestres, forma um interferômetro gigante capaz de distinguir objetos a uma distância relativamente pequena uns dos outros, ajudarão a entender isso. Seu lançamento está previsto para 2023.
“A principal diferença entre um 'buraco de minhoca' e um buraco negro é que as entradas possuem um campo monopolo magnético. Além disso, a matéria pode fluir para fora de um buraco de minhoca, mas apenas para um buraco negro. Você pode olhar para o "buraco de minhoca" como se fosse um corredor. Se levar a outro universo, você pode ver o que está acontecendo lá”, explica Novikov.
Um buraco de minhoca que conecta dois universos com uma seta do tempo (do artigo de I. D. Novikov, 2018) / Ilustração de RIA Novosti / Alina Polyanina
Máquina do tempo
De acordo com a teoria convencional da gravidade, os buracos de minhoca deveriam ser muito pequenos, com um raio de pescoço de Planck da ordem de 10-33 centímetros. Mas o buraco de minhoca pode ser ampliado. Para isso, um parâmetro adicional deve ser introduzido na teoria, acredita Arkady Popov, pesquisador sênior do Instituto de Física da Universidade Federal de Kazan.
“Existe outra opção para aumentar o raio. É preciso levar em conta a temperatura do vácuo dos campos quantizados - uma substância exótica que cria um "buraco de minhoca" no espaço-tempo. Já estamos calculando”, diz o cientista.
Segundo ele, o teletransporte por buracos de minhoca não é proibido.
“Pode acontecer que o caminho através dele seja muito mais curto do que através do espaço sideral. Então, os observadores do lado irão considerar que você se moveu muito rapidamente - teletransportado”, acrescenta Popov.
Eles também tentaram criar uma máquina do tempo com a ajuda do "buraco de minhoca". Por exemplo, uma extremidade pode ser trazida para a região de um buraco negro, e a outra - longe, onde o tempo flui de uma maneira diferente. Mas então surgem todos os tipos de violações da teoria.
“Isso significa que provavelmente as máquinas do tempo estão proibidas, o que, aliás, Stephen Hawking disse”, lembra o físico.
Tatiana Pichugina
