Por que o tempo só anda para frente, nunca para trás

Carroll publicou um estudo em 2004, em conjunto com sua colega Jennifer Chen, tentando explicar por que o universo tinha entropia tão baixa perto do Big Bang, em vez de simplesmente aceitar que esta fosse simplesmente a realidade.

“Existem muitas falhas na teoria, muitos aspectos que não foram totalmente respondidos. Mas também acho que ela é, de longe, a melhor teoria do mercado”, afirma Carroll. “Ela não engana ninguém.”

Já outros cosmólogos concordam que, de fato, está na hora de pensar seriamente na baixa entropia das origens do universo.

“A probabilidade de que o nosso universo atual tivesse condições iniciais desta natureza, e não de qualquer outra forma, é de cerca de uma em 10 à 10ª à 124ª potência [1:10^10^124]”, segundo Marina Cortês.

Outra forma de indicar esse número é dizer que o evento tinha probabilidade de ocorrer de 0,00…01 – omitindo 10^(10^124) zeros, um número tão grande que é difícil de expressar na matemática convencional.

“Acho que posso dizer com certeza que este é o maior número da física moderna, fora da filosofia ou da matemática”, afirma ela.

Por isso, considerar simplesmente essas improváveis origens com baixa entropia como uma certeza é um caso típico de “varrer o problema para baixo do tapete”, segundo Cortês.

— Foto: GETTY IMAGES

“Boltzmann pensou, ‘ah, a entropia está crescendo no universo e talvez, em algum momento, ela chegue ao nível máximo'”, explica Rovelli. Nesse momento, o calor estaria distribuído de forma homogênea em todo o universo, sem fluir mais de um lugar para outro.

Não haveria energia útil disponível para fazer trabalhos. Em outras palavras, quase nada de interessante estaria acontecendo em todo o universo.

Como descreve a astrofísica Katie Mack, “à medida que este processo continua, tudo se degrada tanto que sobra apenas o calor residual de tudo o que já existiu no universo”. Este destino é conhecido como a morte térmica do universo, ou a morte pelo calor.

“As estrelas irão parar de queimar e nada mais irá acontecer. Não haverá nada, exceto pequenas flutuações térmicas”, afirma Rovelli.

“Suponha que isso aconteça — e não sabemos ao certo se irá acontecer, mas suponha que sim”, prossegue ele. “Devemos dizer que ali não existe a flecha do tempo? É claro que não existe flecha do tempo, já que todos os fenômenos que aconteceram em uma direção também poderiam ocorrer para um sentido ou para o outro. Nada irá diferenciar as duas direções do tempo.”

Isso talvez seja o mais estranho sobre a flecha do tempo: “Ela dura apenas por pouco tempo”, afirma Carroll.

Qual será o fim do universo?

 

A morte pelo calor não é a única forma em que o universo como o conhecemos poderá encontrar o seu fim. Diversas outras possibilidades já foram propostas, incluindo o ponto de virada e outros modelos cíclicos.

Mas a morte térmica é, de longe, a principal candidata, segundo o cosmólogo Sean Carroll. “Ela não é definitiva, de nenhuma forma, mas é a extrapolação mais simples que conhecemos, já que não precisamos nos esforçar muito para chegar até ela”, explica ele.

Tudo o que o universo precisa fazer para chegar à morte térmica é continuar exatamente o que está fazendo, indefinidamente. “Não há razão para que ele pare algum dia”, segundo Carroll.

É muito difícil imaginar o que poderá acontecer se, algum dia, a flecha do tempo desaparecer.

“Nós produzimos calor nos nossos neurônios quando pensamos”, afirma Rovelli. “Pensar é um processo no qual o neurônio precisa de entropia para trabalhar. A nossa sensação da passagem de tempo é apenas o que a entropia faz com o nosso cérebro.”

A flecha do tempo decorrente da entropia nos leva para muito mais perto de compreender por que o tempo só anda para frente.

Mas pode haver outras flechas do tempo além desta. Na verdade, provavelmente existe uma enorme quantidade de flechas do tempo levando do passado para o futuro. E, para compreendê-las, precisamos sair da física para entrar na filosofia.

O tempo humano

 

As formas como compreendemos e experimentamos intuitivamente o tempo precisam ser levadas a sério, segundo a professora de filosofia Jenann Ismael, da Universidade Columbia, em Nova York, nos Estados Unidos.

Se você analisar sua própria experiência com o tempo, poderá conseguir reconhecer rapidamente diversas flechas psicológicas que fazem parte central da experiência humana. Uma dessas flechas é o que Ismael chama de “fluxo”.

— Foto: GETTY IMAGES

Como uma direção clara do tempo surge dessas descrições do universo, se todas elas omitem sua própria flecha do tempo? Como diz a astrofísica Marina Cortês, da Universidade de Lisboa, em Portugal, “existem muitas implicações que começam com levar a sério a questão ‘por que o tempo passa?'”.

Se você olhar para o mundo, você não verá uma representação puramente estática do estado instantâneo do mundo”, afirma ela, como em um filme composto de diversos quadros estáticos por segundo. “Nós vemos diretamente que o mundo está mudando.”

Esta experiência do fluxo do tempo está enraizada na nossa percepção. “A visão não é uma câmera cinematográfica”, afirma Ismael.

“Na verdade, o que acontece é que o seu cérebro está coletando informações sobre um certo período de tempo. Ele integra essas informações, de forma que, em um dado momento, o que você vê é uma computação feita pelo cérebro.”

“Por isso, você não vê apenas que as coisas estão se movendo, mas sim a velocidade desse movimento, a direção desse movimento. Todo o tempo, o seu cérebro está integrando informações ao longo de intervalos de tempo e fornecendo a você o resultado. Por isso, de certa forma, você vê o tempo”, explica ela.

Existe uma segunda característica do tempo que Ismael diferencia do fluxo e chama de “passagem”. A ideia da passagem está intimamente ligada a experiências orientadas pelo tempo, como a memória e a antecipação.

Podemos tomar o exemplo do casamento, ou de qualquer outro evento da vida que se aguarda com muita antecipação. Nossa experiência desses momentos tem muitas camadas, que vão desde as etapas turbulentas de planejamento até a intensidade do dia propriamente dito e as lembranças que permanecem conosco por anos.

Existe uma direcionalidade para essas diferentes experiências. A forma em que antecipamos um evento no futuro é fundamentalmente diferente de como nos lembramos dele depois que ele passa.

“Tudo isso é parte do que eu considero a experiência de passagem, uma ideia de que experimentamos todos os eventos como antecipados do passado, experimentados no presente e relembrados em retrospectiva”, segundo Ismael. “Sua densidade é meio que proustiana.”

Estes aspectos da direcionalidade do tempo psicológico — além de muitos outros, como a sensação de abertura que temos sobre o futuro, mas não sobre o passado — podem ter suas raízes traçadas até a flecha do tempo que surgiu com a Revolução Industrial.