Físicos descobrem evidências de que o tempo é reversível no vidro: WebCuriosos

A marcha inexorável do tempo pode muito bem não esperar por ninguém, mas uma nova experiência realizada por investigadores da Universidade Técnica de Darmstadt, na Alemanha, e da Universidade de Roskilde, na Dinamarca, mostra como, em alguns materiais, pode ocasionalmente embaralhar-se.

Uma investigação sobre a forma como substâncias como o vidro envelhecem revelou a primeira evidência física de que uma medida de tempo baseada em materiais é reversível.

Na maior parte, as leis da física pouco se importam com a flecha do tempo. Inverta uma equação que descreve o movimento de um objeto e você poderá calcular facilmente onde ele começou. Descrevemos essas leis como tempo reversível.

Embora muitas leis individuais ignorem o tempo, o destino do nosso Universo como um todo é ditado pela inevitável atração do caos. Em uma direção, ovos recém postos. Na outra, omeletes. Nenhuma quantidade de cálculo lhe dará um ovo redondo e bonito novamente.

Em termos científicos, poderíamos dizer que o tempo é uma característica da segunda lei da termodinâmica – a tendência de sistemas isolados serem mais desordenados do que eram no passado, de formas que não podem ser facilmente rebobinadas.

É difícil dizer o que decide se um sistema material é reversível no tempo ou movido pela entropia. Podemos facilmente imaginar a ferrugem de um carro velho, o desgaste de uma estátua ou a deterioração constante de um navio encalhado, mas materiais como o vidro podem mudar lentamente de maneiras que nada têm a ver com forças corrosivas externas.

Consistindo em amontoados de partículas semelhantes a líquidos, substâncias não cristalinas que incluem vários polímeros e sólidos amorfos como o vidro relaxam em um estado teoricamente estável de acordo com seu próprio relógio acionado pela entropia. Pense nisso como uma espécie de teoria da relatividade especial baseada não na gravidade ou na aceleração, mas na reconfiguração constante de diversas moléculas que se encaixam termodinamicamente.

Os físicos descrevem esta medida de envelhecimento como tempo material. Embora o conceito exista desde o início dos anos 1970sua interpretação no que é conhecido como formalismo Tool – Narayanaswamy nunca foi medida experimentalmente.

Há uma boa razão para isso. O vidro envelhece lentamente de maneiras que não podem ser capturadas simplesmente observando-o de perto.

“Foi um enorme desafio experimental”, diz autor principal, Till Böhmer, físico da matéria condensada da Universidade Técnica de Darmstadt.

A equipe fez uso inteligente de uma câmera de vídeo altamente sensível para registrar a luz laser espalhada, que, ao atingir uma amostra de vidro, formou padrões de interferência que poderiam ser estatisticamente interpretados como flutuações que transmitiam uma sensação de tempo material dentro de três diferentes substâncias formadoras de vidro.

Em vez de ficarem presos num caminho em direcção ao equilíbrio, encontraram evidências de que o tempo é reversível a nível molecular, variando à medida que as partículas se empurram e puxam umas às outras para novos arranjos. Retrocedendo todo o processo, torna-se impossível saber se o filme está sendo reproduzido para frente ou para trás.

“No entanto, isso não significa que o envelhecimento dos materiais possa ser revertido”, diz Bohmer.

Como um todo, o sistema está destinado a se estabelecer num estado determinado pela entropia.

No entanto, as pequenas oscilações dos pêndulos moleculares não contribuem para este processo, oscilando para a frente e para trás, aparentemente sem pensar nas marés do tempo que os rodeiam.

Esta pesquisa foi publicada em Física da Natureza.