E se o tempo não fosse unidirecional? As revelações da física quântica ⏳
Os cientistas há muito debatem a flecha do tempo, esse conceito que afirma que o tempo flui irreversivelmente do passado para o futuro. No entanto, as leis fundamentais da física não favorecem intrinsecamente uma direção única. Este estudo, publicado na Scientific Reports, sugere que, em alguns sistemas quânticos, o tempo poderia teoricamente fluir em ambas as direções.
A equipe examinou como um sistema quântico interage com seu ambiente, um "sistema quântico aberto". Eles simplificaram o problema fazendo duas suposições-chave: tratar o ambiente de forma a focar apenas no sistema quântico e assumir que o ambiente é tão vasto que a energia e a informação se dissipam sem retorno.
Essa abordagem permitiu entender como o tempo emerge como um fenômeno unidirecional, embora, no nível microscópico, ele pudesse teoricamente se mover em ambas as direções. As equações que descrevem esses sistemas se comportam da mesma forma, independentemente de o tempo avançar ou retroceder.
Thomas Guff, pesquisador de pós-doutorado, destacou a importância de um detalhe matemático frequentemente negligenciado: um fator descontínuo no tempo que mantém a simetria temporal. Essa descoberta oferece uma nova perspectiva sobre um dos maiores mistérios da física.
Diagrama mostrando o conceito por trás da transformação da inversão do tempo. O sistema e o ambiente se movem para trás no tempo.
Crédito: Scientific Reports (2025).
Compreender a verdadeira natureza do tempo poderia ter implicações profundas para a mecânica quântica, a cosmologia e além. Esta pesquisa abre portas para uma compreensão mais profunda do nosso Universo e das leis que o regem.
O que é a flecha do tempo?
A flecha do tempo é um conceito que descreve a direção única na qual o tempo parece fluir, do passado para o futuro. Essa percepção está enraizada em nossa experiência cotidiana, onde os eventos parecem se suceder de forma irreversível.
No entanto, as leis fundamentais da física, como as da mecânica quântica, não fazem distinção entre o passado e o futuro. Elas são simétricas em relação ao tempo, o que significa que funcionam da mesma forma, independentemente da direção do tempo.
Essa aparente contradição entre nossa experiência e as leis físicas levou os cientistas a explorar sistemas onde o tempo poderia fluir em ambas as direções, como em alguns sistemas quânticos abertos.
A descoberta da possibilidade de uma inversão do tempo nesses sistemas abre novas perspectivas para entender a natureza fundamental do tempo e seu papel no Universo.
Como os sistemas quânticos abertos influenciam nossa percepção do tempo?
Os sistemas quânticos abertos são sistemas que interagem com seu ambiente externo. Essa interação é crucial para entender como o tempo emerge como um fenômeno unidirecional em nossa percepção.
Nesses sistemas, a energia e a informação podem se dissipar no ambiente, o que significa que elas não retornam ao sistema original. Essa dissipação é uma chave para explicar por que percebemos o tempo como fluindo em uma única direção.
Isso sugere que, embora percebamos o tempo como unidirecional, ele poderia, na verdade, ser bidirecional no nível quântico, questionando nossa compreensão tradicional do tempo.