Você já se perguntou por que envelhecemos?
No filme “O Curioso Caso de Benjamin Button”, Brad Pitt surge como um homem idoso e envelhece ao contrário.
Para o desconcerto dos cientistas, as leis fundamentais da física não têm preferência por uma direção no tempo, e funcionam tão bem para os eventos que vão para a frente ou para trás no tempo. No entanto, no mundo real, o café esfria e os carros quebram. Não importa quantas vezes você olhe no espelho, nunca se verá mais jovem. Mas se as leis da física são simétricas com relação ao tempo, então por que experimentamos a realidade com a flecha do tempo estritamente direcionada do passado para o futuro?
Um novo artigo acaba de ser publicado em Annalen der Physik – que publicou as teorias de relatividade especial e geral de Albert Einstein – Dmitry Podolsky, um físico teórico que agora trabalha no envelhecimento na Universidade de Harvard, explica como a flecha do tempo – na verdade o próprio tempo – é diretamente relacionado à natureza do observador (isto é, nós).
Nosso artigo mostra que o tempo não existe apenas “lá fora”, passando do passado para o futuro, mas é uma propriedade emergente que depende da capacidade do observador de preservar informações sobre eventos vivenciados.
Colapso da Função de Onda
A chave para a natureza do tempo é a gravidade quântica. Durante o último século, ficou claro para os físicos que o mundo da relatividade (que lida com objetos a grandes distâncias) e o mundo da mecânica quântica (que descreve a realidade a pequenas distâncias) são incompatíveis entre si. O problema de torná-los compatíveis, conhecido na física teórica como o problema da “gravidade quântica“, permanece talvez o maior mistério não resolvido da ciência, apesar dos esforços intensivos de algumas das maiores mentes do século.
Quebrar o enigma da gravidade quântica exige que voltemos aos fundamentos da mecânica quântica, que permanece tão intrigante para estudantes e cientistas experientes quanto era para Einstein há mais de meio século. Talvez a característica mais intrigante entre eles seja chamada de “colapso da função de onda”.
Para entender o problema, considere a luz em seu quarto. O senso comum nos diz que a luz está ligada ou desligada, mas não ambas ao mesmo tempo. No entanto, a mecânica quântica permite tais estados bizarros (chamados de “emaranhados”), nos quais as luzes não foram ativadas ou desativadas. Em vez disso, eles existem em uma “superposição” dos dois estados – ou seja, “on” e “off”.
Experimentos confirmam que estados emaranhados existem em escalas microscópicas, no tamanho de átomos ou partículas elementares. Mas se as leis da mecânica quântica são universais, por que não observamos estados emaranhados de objetos macroscópicos que nos cercam? O experimento do famoso gato de Schrödinger sugere que mesmo gatos e pessoas podem existir em um estado emaranhado, isto é, podem estar “vivos” e “mortos” ao mesmo tempo. Se sim, então por que os gatos da vida real parecem sempre vivos ou mortos e não os dois ao mesmo tempo?
A resposta, como foi sugerida pelos fundadores da mecânica quântica, é chamada de “colapso da função de onda” ou “descoerência”. A luz se torna permanentemente ligada ou desligada – ou o gato de Schrödinger vivo ou morto – se nós, o observador, medirmos o estado. Quando medimos o estado quântico, destruímos sua coerência.
A Flecha do Tempo Emerge
O colaborador de Einstein, John Wheeler (que cunhou a palavra “buraco negro”) argumentou que o próprio tempo surge devido a uma descoerência da função de onda que descreve o Universo, que está sujeito às leis da gravidade quântica. No entanto, o novo artigo de Robert Lanza mostra que as propriedades intrínsecas da gravidade quântica e da matéria por si só não conseguem explicar a tremenda eficácia do surgimento do tempo e a falta de entrelaçamento quântico em nosso mundo macroscópico cotidiano. Em vez disso, é necessário incluir as propriedades do observador e, em particular, a maneira como processamos e lembramos as informações. O artigo sugere que o surgimento da flecha do tempo está relacionado com a capacidade dos observadores de preservar informações sobre eventos vivenciados.
Durante anos, os físicos sabiam que as leis de Newton, as equações de Einstein e até mesmo as da teoria quântica são todas simétricas no tempo. O tempo não desempenha nenhum papel. Não há movimento para frente do tempo. Assim, muitos cientistas questionam se o tempo existe mesmo. De fato, as teorias da relatividade de Einstein sugerem não apenas que não existe um único presente especial, mas que todos os momentos são igualmente reais.
Então, se as leis da física devem funcionar tão bem para os eventos que vão para frente ou para o passado, então por que só envelhecemos? Todas as nossas teorias científicas nos dizem que devemos ser capazes de experimentar o futuro exatamente como experimentamos no passado.
A resposta é que nós, observadores, temos memória e só podemos nos lembrar de eventos que observamos no passado. As trajetórias mecânicas quânticas “futuro a passado” estão associadas ao apagamento da memória, uma vez que qualquer processo que diminua a entropia (declínio na ordem) leva à diminuição do entrelaçamento entre nossa memória e os eventos observados. Em outras palavras, se vivenciamos o futuro (o que poderíamos), não podemos armazenar as memórias sobre tais processos. Você não pode voltar no tempo sem que essa informação seja apagada do seu cérebro. Por outro lado, se você experimentar o futuro usando a rota usual “passado > presente > futuro”, você acumula memórias e a entropia cresce.
Assim, um observador “sem cérebro” – isto é, um observador sem a capacidade de armazenar eventos observados – não experimenta o tempo ou um mundo em que envelhecemos.
Envelhecer verdadeiramente, está tudo na sua cabeça.
Robert Lanza é autor de Biocentrismo e é professor da Universidade Wake Forest. Em 2014, a revista Time reconheceu-o como uma das “100 pessoas mais influentes do mundo”. A revista Prospect nomeou-o como um dos 50 “World Thinkers” em 2015. Ele é creditado com várias centenas de publicações e invenções, e mais de trinta livros científicos. Ex-bolsista da Fulbright, ele estudou com os ganhadores do Prêmio Nobel Gerald Edelman e Rodney Porter e trabalhou de perto (e co-autor de uma série de artigos) com o conhecido psicólogo de Harvard BF Skinner e pioneiro do transplante de coração Christiaan Barnard.
Via: Astronomy Magazine