Os teóricos acreditam que se os cristais existem no espaço tridimensional, então os mesmos cristais podem existir no tempo.
A simetria é um dos conceitos fundamentais da física moderna. Vai muito além da usual simetria espacial e, em termos simples, consiste na preservação da ação de certas propriedades do sistema sob certas transformações.
Por exemplo, não importa como o sistema está orientado no espaço, a lei da conservação do momento continua a operar para ele - é assim que a simetria do espaço se manifesta. Da mesma forma, ao transformar (transmitir) o tempo, a lei da conservação da energia se manifesta para o sistema. Em geral, de acordo com o teorema de Noether, uma certa lei de conservação corresponde a cada tipo de simetria. Pode ser formulado e vice-versa, simetricamente: as leis de conservação são uma consequência da simetria fundamental.
No entanto, vários casos são conhecidos e que o Universo não exibe simetria, o que, ao que parece, decorre de algumas leis e princípios físicos. Este fenômeno é conhecido como quebra espontânea de simetria: estados finais assimétricos aparecem em um sistema descrito por leis simétricas e satisfazendo condições iniciais simétricas.
O exemplo mais notável de simetria são os cristais familiares com seu arranjo altamente ordenado de partículas. Além disso, o processo de cristalização da própria solução pode ser chamado de um exemplo muito notável de quebra espontânea de simetria. Em uma solução, as partículas são organizadas caoticamente e todo o sistema está em um nível mínimo de energia. As interações entre as partículas são simétricas em relação às rotações e tesouras. No entanto, depois que o líquido se cristaliza, surge um estado em que ambas as simetrias são quebradas: a interação entre as partículas no cristal não é simétrica.
Os cristais e sua simetria espacial são bem estudados - mas só recentemente trabalhando nos EUA os pesquisadores Al Shapere e o Prêmio Nobel Frank Wilczek ponderaram se a formação de tais estruturas ordenadas periódicas é possível não no espaço, mas no tempo, estruturas, durante a formação da qual ocorre a mesma quebra espontânea de simetria. Os cientistas chegaram a uma resposta positiva para essa pergunta - e não é de se surpreender que eles tenham chamado essas estruturas de "cristais do tempo".
Com a ajuda de cálculos matemáticos complexos, os autores mostraram a possibilidade da existência de um sistema em um nível mínimo de energia, que, devido à formação de certas estruturas periódicas não no espaço, mas no tempo, chegaria a um estado final assimétrico - o próprio "cristal do tempo". Em um nível mais próximo de nós, isso pode se manifestar na forma de mudanças periódicas em certas propriedades termodinâmicas do sistema.
