O que é o tempo? Uma explicação simples

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Os físicos definem o tempo como a progressão de eventos do passado ao presente para o futuro. Basicamente, se um sistema é imutável, é atemporal. O tempo pode ser considerado a quarta dimensão da realidade, usada para descrever eventos no espaço tridimensional. Não é algo que podemos ver, tocar ou saborear, mas podemos medir sua passagem.

A flecha do tempo

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As equações da física funcionam igualmente bem se o tempo está avançando para o futuro (tempo positivo) ou retrocedendo para o passado (tempo negativo). No entanto, o tempo no mundo natural tem uma direção, chamada de flecha do tempo . A questão de por que o tempo é irreversível é uma das maiores questões não resolvidas da ciência.

Uma explicação é que o mundo natural segue as leis da termodinâmica. o segunda lei da termodinâmica afirma que dentro de um sistema isolado, a entropia do sistema permanece constante ou aumenta. Se o universo for considerado um sistema isolado, sua entropia (grau de desordem) nunca poderá diminuir. Em outras palavras, o universo não pode retornar exatamente ao mesmo estado em que estava em um ponto anterior. O tempo não pode retroceder.

Dilatação do tempo

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Na mecânica clássica, o tempo é o mesmo em todos os lugares. Os relógios sincronizados permanecem de acordo. No entanto, sabemos pela relatividade especial e geral de Einstein que o tempo é relativo. Depende do quadro de referência de um observador. Isso pode resultar em dilatação do tempo , onde o tempo entre os eventos se torna mais longo (dilatado) quanto mais próximo se viaja da velocidade da luz. Relógios em movimento funcionam mais devagar do que os relógios estacionários, com o efeito se tornando mais pronunciado à medida que o relógio em movimento se aproxima velocidade da luz . Relógios em jatos ou em órbita registram o tempo mais lentamente do que os da Terra, partículas de múon decai mais lentamente ao cair, e o Experiência de Michelson-Morley contração do comprimento confirmada e dilatação do tempo.

Viagem no tempo

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Viagem no tempo significa avançar ou retroceder para diferentes pontos no tempo, assim como você pode se mover entre diferentes pontos no espaço. Saltar para a frente no tempo ocorre na natureza. Os astronautas da Estação Espacial Internacional avançam no tempo quando retornam à Terra por causa de seu movimento mais lento em relação à estação.

A ideia de viajando de volta no tempo , no entanto, apresenta problemas. Uma questão é a causalidade ou causa e efeito. Voltar no tempo pode causar um paradoxo temporal. O 'paradoxo do avô' é um exemplo clássico. De acordo com o paradoxo, se você viajar no tempo e matar seu avô antes de sua mãe ou seu pai nascerem, poderá impedir seu próprio nascimento. Muitos físicos acreditam que viajar no tempo para o passado é impossível, mas existem soluções para um paradoxo temporal, como viajar entre universos paralelos ou pontos de ramificação.

Percepção do Tempo

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O cérebro humano está equipado para controlar o tempo. Os núcleos supraquiasmáticos do cérebro são a região responsável pelos ritmos diários ou circadianos. Mas neurotransmissores e drogas afetam as percepções do tempo. Produtos químicos que excitam os neurônios para que eles disparem mais rapidamente do que o normal aceleram o tempo, enquanto a diminuição do disparo dos neurônios diminui a percepção do tempo. Basicamente, quando o tempo parece acelerar, o cérebro distingue mais eventos dentro de um intervalo. A este respeito, o tempo realmente parece voar quando se está se divertindo.

O tempo parece desacelerar durante emergências ou perigos. Cientistas do Baylor College of Medicine, em Houston, dizem que o cérebro não acelera, mas a amígdala se torna mais ativa. A amígdala é a região do cérebro que produz memórias. À medida que mais memórias se formam, o tempo parece se esgotar.

O mesmo fenômeno explica por que as pessoas mais velhas parecem perceber o tempo como se movendo mais rápido do que quando eram mais jovens. Os psicólogos acreditam que o cérebro forma mais memórias de novas experiências do que as familiares. Como menos memórias novas são construídas mais tarde na vida, o tempo parece passar mais rápido.

O começo e o fim dos tempos

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No que diz respeito ao universo, o tempo teve um começo. O ponto de partida foi há 13,799 bilhões de anos, quando o Big Bang ocorreu. Podemos medir a radiação cósmica de fundo como micro-ondas do Big Bang, mas não há nenhuma radiação com origens anteriores. Um argumento para a origem do tempo é que, se ele se estendesse infinitamente para trás, o céu noturno se encheria de luz de estrelas mais velhas.

O tempo vai acabar? A resposta a esta pergunta é desconhecida. Se o universo se expandisse para sempre, o tempo continuaria. Se ocorrer um novo Big Bang, nossa linha do tempo terminaria e uma nova começaria. Em experimentos de física de partículas, partículas aleatórias surgem do vácuo, então não parece provável que o universo se torne estático ou atemporal. Só o tempo irá dizer.

Pontos chave

• O tempo é a progressão de eventos do passado para o futuro.
• O tempo se move apenas em uma direção. É possível avançar no tempo, mas não retroceder.
• Os cientistas acreditam que a formação da memória é a base para a percepção humana do tempo.

Fontes

• CARRETO, Rita. O livro do cérebro humano . Dorling Kindersley Publishing, 2009, Londres.
• Richards, E. G. Mapeamento do tempo: o calendário e sua história . Oxford University Press, 1998, Oxford.
• Schwartz, Hermann M. Introdução à Relatividade Especial , McGraw-Hill Book Company, 1968, Nova Iorque.