A busca quântica da fonte do tempo não encontra diferença entre passado e futuro: WebCuriosos

Não importa o quanto tentemos, não podemos lembrar amanhã. E os físicos não têm idéia do porquê.

Na esperança de descobrir a fonte do rio Time, os físicos da Universidade de Surrey Thomas Guff, Chintalpati Umashankar Shastry e Andrea Rocco procuraram sinais de sua existência na equivalente a uma banheira quântica quente sob a expansão infinita da eternidade.

Escusado será dizer que eles não encontraram o que estavam procurando, em vez de confirmar o tempo de tempo para trás tão facilmente quanto para a frente no zumbido da mecânica quântica. No entanto, as lições aprendidas poderiam algum dia revelar por que a física insiste na existência da história.

Para usar o jargão correto, a física é em geral simétrica quando se trata de tempo. Podemos nunca ver uma unidade de ovo ou um carvalho reverter para uma bolota, mas quando a maioria dos processos é despojada para suas leis fundamentais, há pouco ditando que fim de uma equação deve enfrentar o passado e que o futuro.

Não é como se houvesse uma escassez de lugares para caçar pistas sobre por que o passado está trancado no lugar. Os cosmologistas analisaram como o universo se expande de um estado de entropia de baixo a alto, por exemplo. Os físicos quânticos se perguntam se a rede cada vez maior de emaranhamento de uma partícula com o meio ambiente poderia estar envolvida. Até agora, nada se destacou como uma explicação clara sobre por que a dimensão do tempo tem tanta coesão.

Guff, Shastry e Rocco se perguntaram se as equações quânticas de movimento ainda poderiam esconder um meio de retornar a um estado passado impossível, agindo como uma espécie de catraca que garante que as leis de um sistema não deslizem para trás.

Eles usaram uma aproximação matemática conhecida como um Cadeia de Markov Para descrever um modelo simplificado de partículas aquecidas disputando em um recipiente aberto. Aplicando a dinâmica de Markovian, na qual o sistema não tem memória além do presente, cada novo estado quântico dentro do sistema dependeria de apenas um único estado anterior, o que pode significar uma viagem de ida para a terra de amanhã ou uma oscilação que com a mesma facilidade leva partículas para trás.

Não importa onde a equipe olhasse nas equações de seu banho, eles não encontraram sinais de que a simetria de reversão do tempo estava em desacordo com a forma como a atividade quântica se desenrolava, o que implicava a 'memória' do sistema markoviano não tinha preferência por um passado ou futuro.

“Nossas descobertas sugerem que, embora nossa experiência comum nos diga que o tempo só se move de uma maneira, não sabemos que a direção oposta seria igualmente possível”. diz Rocco.

Se o tempo puder agitar para frente e para trás em um nível quântico, certamente não é na escala da física que experimentamos. É garantido que um banho quente real sob as estrelas se refresque rapidamente, à medida que a energia flui para o sempre em expansão.

O trio insiste que suas descobertas não contradizem essa lei da termodinâmica de forma alguma. Algumas leis da física são verdadeiramente irreversíveis, afinal. No entanto, deslizar a flecha de tempo em uma escala quântica ainda teria visto um resfriamento constante, sugerindo que não há nada excessivamente especial em uma direção sobre a outra em uma escala quântica quando se trata de termodinâmica.

Nesse caso, nossa experiência coletiva da rua de mão única do tempo pode ser equilibrada do outro lado do Big Bang por uma segunda avenida, que também é levada por expansão cósmica e aumento da energia de um ponto de partida quântico que se lembra do futuro tão facilmente quanto o passado.

Esta pesquisa foi publicada em Relatórios científicos.