Embora em teoria o tempo possa ser dividido em intervalos infinitamente pequenos, o menor intervalo de tempo fisicamente significativo é o tempo de Planck, que é aproximadamente igual a 10 -43 segundos. Este limite final significa que os dois eventos não podem ser separados por um tempo inferior a esse intervalo. Mas agora, em um novo trabalho, os físicos chegaram à conclusão de que o menor intervalo de tempo fisicamente significativo pode, na verdade, ser várias ordens de magnitude maior do que o tempo de Planck. Além disso, os físicos demonstraram que a existência desse tempo mínimo muda as equações básicas da mecânica quântica e, uma vez que a mecânica quântica descreve todos os sistemas físicos nas menores escalas, ela também muda a descrição de todos os sistemas da mecânica quântica.
Os cientistas Mir Faisal da University of Waterloo e da University of Lethbridge no Canadá, Mohammed Khalil da University of Alexandria no Egito e Sauria Das da University of Lethbridge publicaram um artigo intitulado "Time Crystals from Minimal Time Uncertainty" no jornal europeu Physical Journal C.
“Pode ser que no Universo a escala de tempo mínima seja na verdade muito maior do que o tempo de Planck, e isso pode ser verificado experimentalmente”, disse Faisal ao Phys.org.
O tempo de Planck é tão curto que nenhum experimento jamais esteve perto o suficiente para testá-lo diretamente - os testes mais precisos podem acessar um intervalo de tempo da ordem de 10-17 segundos.
No entanto, há um forte suporte teórico para a existência do tempo de Planck em várias abordagens da gravidade quântica, como a teoria das cordas, gravidade quântica em loop e gravidade quântica perturbativa. Quase todas essas abordagens assumem que é impossível medir o comprimento menor do que o comprimento de Planck e, em um sentido amplo, o tempo é mais curto que o tempo de Planck também, uma vez que o tempo de Planck é definido como o tempo que leva a luz para viajar uma unidade do comprimento de Planck no vácuo.
Cercados pelos estudos teóricos mais recentes, os cientistas examinaram a questão da estrutura do tempo - em particular, tocaram na velha questão: o tempo é discreto ou contínuo?
“Em nosso trabalho, presumimos que o tempo é discreto por natureza e também sugerimos maneiras de testar experimentalmente essa suposição”, diz Faisal.
Um teste possível envolve medir a taxa de emissão espontânea de um átomo de hidrogênio. A equação da mecânica quântica aprimorada prevê uma taxa ligeiramente diferente de emissão espontânea do que a prevista pela equação convencional, dentro de uma faixa de incerteza. Os efeitos propostos também podem ser observados na taxa de decaimento de partículas e núcleos instáveis.
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Com base em sua análise teórica da emissão espontânea de hidrogênio, os cientistas estimam que o intervalo mínimo de tempo deve ser várias ordens de magnitude maior do que o tempo de Planck, mas não mais do que um certo valor estabelecido por experimentos anteriores. Experimentos posteriores podem diminuir esse limite de tempo mínimo ou determinar seu valor exato.
Os cientistas também especulam que as mudanças propostas nas equações básicas da mecânica quântica podem mudar a própria definição de tempo. Eles explicam que a estrutura do tempo pode ser vista como cristalina, consistindo em segmentos discretos que se repetem regularmente.
Em um nível mais filosófico, o argumento do tempo discreto significa que nossa percepção do tempo como algo que flui constantemente é apenas uma ilusão.
“O universo físico é realmente como uma imagem em um filme, com uma série de imagens estáticas criando a ilusão de imagens em movimento”, diz Faisal. "Portanto, se levarmos a sério esse ponto de vista, nossa percepção consciente da realidade física, baseada no movimento contínuo, se tornará uma ilusão produzida pela estrutura matemática discreta subjacente ao tempo."
“Essa proposta torna a realidade física platônica por natureza”, diz ele, apontando para o argumento de Platão de que a verdadeira realidade existe independentemente de nossos sentidos. "No entanto, ao contrário de outras teorias do idealismo platônico, nossa proposta pode ser testada experimentalmente e pode ser atribuída não apenas à filosofia."
