World without Time

Summary "Do we exist in time, or does time exist in us? We conventionally think of time as something simple and fundamental that flows uniformly (...)

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A Persistência da Memória - S. Dali

"Do we exist in time, or does time exist in us? (...) We conventionally think of time as something simple and fundamental that flows uniformly, independently from everything else, from the past to the future, measured by clocks and watches. In the course of time, the events of the universe succeed each other in an orderly way: pasts, presents, futures. The past is fixed, the future open ... And yet all of this has turned out to be false.
One after another, the characteristic features of time have proved to be approximations, mistakes determined by our perspective, just like the flatness of the Earth or the revolving of the sun. (...) What we call 'time' is a complex collection of structures, of layers."

- Carlo Rovelli, The Order of Time




Por onde começar?

Esta frase, ela própria, implica um sentido temporal: um início, uma progressão.

A noção de tempo está tão entranhada em nós, seres temporais, que não conseguimos imaginar um mundo sem tempo. Que mundo seria esse? Em relação a que medida se poderiam ordenar os eventos que se sucedem?

O espaço e o tempo são as entidades que tomamos como mais fundamentais. O espaço em que nos movemos e o tempo que mede a sucessão dos eventos em que tomamos parte.

Mas paremos um pouco. Em que consistem esse espaço e esse tempo?

O espaço é aquele referencial cartesiano, com uma origem e três vectores ortogonais, que apontam para cada uma das três dimensões espaciais, e que nos permite localizarmos a nossa posição inequivocamente? E está pendurada onde, essa gaiola? É um conjunto de gaiolas, que se movem uniformemente umas em relação às outras?

 

Existe de facto uma coisa chamada espaço, palco dos eventos do mundo? Ou o espaço surge apenas como aproximação das relações entre os eventos?

E o tempo?

Em que é que pensamos quando pensamos em tempo? quais são as características que atribuímos a essa entidade?

Simples
Fundamental
Independente de tudo o resto
Flui uniformemente do passado para o futuro
Medido por relógios.

Será mesmo?

E será que sempre encarámos o tempo desta forma?

Será o tempo físico idêntico ao tempo subjectivo (psicológico, do sujeito)?

Antes da revolução cientifica e antes de Galileu e Newton que noção de tempo tínhamos?

Existia um tempo universal, ou cada vila, cada cidade se regia pelo seu próprio tempo?

Se pegarmos nos compêndios de história verificamos que, não há tanto tempo assim, cada vila tinha o seu próprio meio-dia solar. Cada local se regia pelos ritmos naturais do sol e do campo. Meio-dia era quando o relógio solar dizia que o sol estava no ponto mais alto do céu. O ritmo de vida pautava-se pelo espaço de tempo que mediava ente o nascer e o pôr do sol.

Na verdade, a invenção do tempo com as características que apresentámos deve-se à revolução cientifica e à grande uniformização efetuada por Newton. Ao unificar as leis que regem os movimentos astrais com aquelas responsáveis pela queda das maçãs, foi necessário introduzir uma variável independente, o tempo.

Mais tarde, com a revolução tecnológica, a invenção do motor a vapor, o aparecimento da locomotiva, e a necessidade de sincronização universal dos horários do comboio, a uniformização do tempo saltou dos laboratórios de física para a organização da sociedade.

Passou a existir uma separação clara entre o tempo subjectivo e o tempo físico.

Mas voltemos à variável independente. Essa variável estava disponível. Galileu já tinha operacionalizado o seu uso, ao medir a queda dos graves recorrendo a plataformas inclinadas e a clepsidras que pingavam água a espaços regulares.

Kepler dizia-nos que a linha que une o planeta ao Sol varre áreas iguais em tempos iguais.

Newton introduziu 3 leis. A segunda diz-nos que a força que atua sobre um corpo imprime uma aceleração diretamente proporcional. E aceleração é variação de velocidade com o tempo. Velocidade, ela própria é deslocação no tempo.

Este tempo é simples, independente, fundamental, flui uniformemente e pode ser medido por relógios. Só tem um pequeno problema: não tem direção. Flui tanto para a frente como para trás.

Mas já nos estamos a adiantar.

Comecemos pelo fluir uniforme e independente.

Até ao início do século XX, nos meios científicos ninguém contestou essa uniformidade, que parecia gravada na tessitura do universo.

Mas então deu-se a catástrofe: surgiu um jovem brilhante, rebelde e irrequieto, empregado de um escritório de patentes, físico nas horas vagas... que eram todas aquelas a que podia deitar mão.

Em 1905, Albert Einstein, então com apenas 25 anos, publicou de rajada uma série de artigos miraculosos que mudaram para sempre a nossa percepção do universo. Não logo, de repente, pois os homens são o que são, e resistem a mudar as suas conceções e crenças. Há quem diga que levam tempo a aceitar a mudança. Outros dirão que a mudança só é verdadeiramente aceite quando os velhos guardiões do templo se reformam ou morrem e são substituídos por uma nova geração que já foi educada nos novos paradigmas.

Em 4 artigos apenas, versando, o movimento Browniano, o efeito fotoelétrico, a teoria da relatividade, e a equivalência entre matéria e energia, Einstein forneceu evidência forte para a realidade das moléculas, confirmando a hipótese atómica da matéria, explicou a quantização da radiação (energia), lançando inadvertidamente as bases da Mecânica Quântica, e mostrou que o espaço e o tempo não são conceitos absolutos. Ou seja, revolucionou por completo o nosso entendimento da matéria, da energia, do espaço e do tempo.

O tempo já não flui independentemente do observador. Torna-se uma arena, em que cada sujeito tem o seu tempo próprio que flui de forma diferente do tempo próprio deste outro sujeito, dependendo do estado de movimento de ambos. Não existe mais um tempo absoluto, cósmico.

Só não nos apercebemos dessa discrepância porque à nossa escala a diferença é muito pequena para que os nossos processos biológicos a detetem.

Vivemos numa bolha, grosso modo do tamanho do nosso planeta, em que a ilusão é completa. Mais longe, a ilusão quebra-se. A diferença passa a ser suficientemente grande para ser observada pelos nossos instrumentos. Se um de dois irmãos gémeos, o mais aventureiro, for dar uma voltinha às estrelas mais próximas, admitindo que pode tirar partido de tecnologia avançada que lhe permita atingir velocidades suficientemente próximas da da luz, quando voltar e se reencontrar com o seu irmão sedentário terá um choque ao deparar com uma versão muito mais envelhecida de si próprio.

Através de cálculos, ambos os irmãos poderão aferir do tempo próprio que terá decorrido para cada um deles, mas não terão nenhuma medida universal independente e absoluta a que se possam agarrar, para poderem dizer que num determinado instante um estava a olhar para Alfa Centauri pela vigia da nave enquanto o outro estava a ver um episódio de um reality-show na TV.

Não existe uma torre pendurada num centro cósmico, com um relógio universal. Nem sequer existe um centro cósmico.
 
Como a natureza do génio é a insatisfação permanente, durante toda a década posterior a 1905, Einstein dedicou-se a demonstrar que o próprio espaço-tempo é uma entidade dinâmica, que se dobra e curva consoante os caprichos da tirânica matéria-energia.

A gravidade de Newton deixou de ser uma força misteriosa exercida à distância, desaparecendo por completo, restando apenas a interação local entre a curvatura do espaço-tempo e os corpos.

Uma consequência surreal do governo dos corpos massivos na tessitura do espaço-tempo é a passagem mais lenta do tempo junto à superfície de um planeta ou astro. O mais fantástico é que a tecnologia atual permite medir essa diferença com uma precisão muito considerável. Os relógios atuais possibilitam verificar que o intervalo de tempo que decorre à superficie de um laboratório é de facto diferente daquele que decorre apenas um metro acima, na superficie de uma mesa.

Na verdade, ambas as teorias do século XX, modernas por excelência, a Mecânica Quântica e a Relatividade Geral, oferecem previsões que foram confirmadas por medições incrivelmente precisas.

No entanto, são teorias incompatíveis, na sua estrutura, no seu formalismo, na sua visão do mundo.

A Mecânica Quântica é a teoria do domínio do pequeno, da granularidade, do indeterminismo, do aspeto relacional das grandezas físicas, e a Relatividade Geral é a teoria do grande, do contínuo, do determinismo.

Vivem em mundos separados e colidem de frente apenas quando se extremam, na brutal violência do centro dos buracos negros, na explosão imensa do início do universo. Quando nos abeiramos desses precipícios, e a nossa lupa da imaginação vai descascando as leis do imensamente pequeno, observamos horrorizados que a teoria do contínuo quebra, pois caminha inevitavelmente para o esmagamento absoluto da singularidade. Aquele ponto infinitesimal em que a matemática do continuo deixa de ser adequada para descrever a realidade.

À escala de Planck, 35 ordens de grandeza abaixo da nossa dimensão humana, e 25 abaixo do tamanho do próprio átomo, o contínuo quebra e desfaz-se numa espuma de flutuações quânticas, em que o próprio espaço-tempo passa a ser granular.

Quantum Foam

Ai entra a relativamente recente Teoria da Gravitação Quântica. O esforço de aplicar as regras da quantização da matéria ao próprio espaço-tempo.

Quando se atingem volumes da ordem de grandeza da escala de Planck, entra em jogo a repulsão quântica, que impede que a matéria continue a colapsar sob o efeito da gigantesca força da gravidade. O problema da singularidade fica resolvido, e em lugar de colapsar até ao infinitésimo absoluto, o universo faz um "big bounce"e volta a expandir-se.


Mas a teoria não se fica por aí.

Vai mais longe. Muito mais longe. Uma certa corrente da Gravitação Quântica, afirma mesmo que o próprio tempo se desvanece e deixa de ter existência. As coisas deixam de ter existência própria. A essa escala o que existem são eventos e as relações entre eles. Tudo é dinâmico, nada existe sem estar em permanente mutação. Nada é, tudo acontece. E acontece sem tempo. As equações que governam esta dinâmica não têm uma variável temporal autónoma.

O tempo torna-se um conceito emergente, que surge "macroscopicamente", da interação de um número incrivelmente elevado de granulos de eventos. Podemos pensar nele como pensamos a temperatura, por exemplo. A temperatura não existe a nível microscópico. Nesse reino, o que existe  são violentas colisões entre átomos e moléculas. A temperatura é um fenómeno que sentimos porque somos demasiado grandes para sentir o impacto individual de cada uma das partículas de matéria. O que sentimos é uma média da agitação dessas micro-partículas. E a isso chamamos temperatura. Para nós tem uma presença bem real. Regelamos com a neve e torramos face às chamas de uma fogueira.

Assim é o tempo. Para nós tem uma presença real e efetiva. Mas é apenas uma ilusão. E não num sentido Budista, místico, mas sim numa acessão física muito real, que embora não estando provada, é uma plausibilidade muito grande para uma substancial fação da comunidade cientifica que se dedica a estas coisas.

E quando afastamos a lupa, o que acontece? O tempo surge espontaneamente, nas equações à escala dos átomos. E é um tempo misterioso, que tem direção mas não tem sentido. Se colocarmos as equações em reverse, não notamos qualquer diferença. Não existe uma seta do tempo nas equações da dinâmica das partículas.

A seta do tempo apenas surge à nossa escala, como mais uma característica emergente da complexidade dos sistemas. Se deixarmos cair um vaso ele quebra-se em contacto com o solo. Nunca presenciaremos o fenómeno inverso, de um vaso que espontaneamente se ergue inteiro dos seus pedaços, qual fénix renascida das cinzas.





O que está na base desta assimetria? Mais uma vez os físicos dizem-nos que é a terceira lei da termodinâmica: a entropia cresce sempre num sistema fechado. E a entropia é a medida da desordem.

Mas, a um olhar mais atento, também isto se revela como sendo apenas uma aproximação macroscópica. À medida que nos aproximamos da escala do senhor Planck, mais uma vez o conceito quebra. O tempo liberta-se das suas amarras e passa a dirigir-se para onde muito bem entender. Para o futuro, mas também para o passado.  

Camada de complexidade sobre camada de complexidade, vai fazendo emergir as características de temporalidade e de dimensionalidade a que estamos habituados. Mas tudo não passa de uma ilusão útil.

E o que é para nós a desordem? Se pegarmos num baralho com 4 naipes e 13 figuras, parece ser fácil caracterizar a ordem como oposição à desordem. Ordem é ter as cartas ordenadas por naipes. Primeiro os paus, depois as espadas, a seguir ou ouros e por fim as copas. E porque não ordenadas por figuras? Ou por cores? Cada ordenação é uma convenção, verificamos consternados. Não existe então uma forma única de separar as cartas? Não, qualquer separação resume-se apenas a um produto da nossa mente.

Será a entropia uma medida da nossa ignorância dos estados microscópicos do universo? Será uma medida da nossa interação com o Cosmos?

Será que o nosso tempo surge apenas da forma particular como interagimos com o universo?

Será que esta questão faz sequer sentido?

Até onde é que as perguntas nos levarão?

Post Scriptum (acrescentado a 29 de Março de 2023):

Resumo feito pelo ChatGPT:

Based on the provided web search results, it is clear that the blogger dorsal1967 has written about a wide range of topics, including physics, poetry, and blogging itself. However, there is no direct information on dorsal1967's views on time.

The provided link to dorsal1967's blog leads to a post titled "A World Without Time," which appears to be a discussion of the nature of time and its relationship to physical laws and human perception. The post quotes several sources, including physicist Lee Smolin and philosopher Henri Bergson, and suggests that the concept of time may be more complex and mysterious than commonly understood.

While there is no direct information on dorsal1967's personal views on time, it is clear that the blogger is interested in exploring challenging and thought-provoking ideas. They appear to have a broad range of interests and a willingness to engage with complex topics, which suggests that they may have insights on the nature of time and its role in human experience.

As minhas credenciais: