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Tempo: o passado, o presente e o futuro existem ao mesmo tempo?

O tempo existe? É aqui que se trata o debate.

MICHELLE THALLER: O tempo é real ou é uma ilusão? Bem, o tempo certamente é real, mas a questão é o que queremos dizer com a palavra tempo? E pode surpreendê-lo que os físicos não tenham uma resposta simples para isso.

JAMES GLEICK: Os físicos discutem e os físicos na verdade têm simpósios sobre o assunto se existe algo como o tempo. E também é algo que tem uma filosofia tradicional que remonta a cerca de um século. Mas, acho que é justo dizer que, em certo sentido, é uma ideia ridícula. Como você pode dizer que o tempo não existe quando, antes de mais nada, temos uma experiência tão profunda dele. E em segundo lugar, estamos falando sobre isso constantemente. Quer dizer, a gente não conseguia, não consigo terminar essa frase sem me referir ao tempo. Eu ia dizer que não conseguiríamos passar o dia sem discutir o tempo. Então, obviamente, quando um físico questiona a existência do tempo, ele está tentando dizer algo especializado, algo técnico.

BILL NEW: Observe que em inglês não temos nenhuma outra palavra para tempo, exceto tempo. É único. É esta quarta dimensão selvagem na natureza. Esta é uma dimensão, esta é uma dimensão, esta é uma dimensão e o tempo é a quarta dimensão. E nós a chamamos de quarta dimensão não apenas na física teórica, mas na engenharia. Trabalhei em pilotos automáticos quadridimensionais para que você diga aonde quer ir e a que altitude está acima do nível do mar e quando quer chegar lá. Como se você não pudesse chegar lá a qualquer momento.

GLEICK: Einstein ou talvez eu deva dizer mais apropriadamente Minkowski, seu professor e contemporâneo, oferece uma visão do espaço-tempo como uma coisa única, como um bloco quadridimensional em que o passado e o futuro são como dimensões espaciais. Eles são como o norte e o sul nas equações da física. E assim você pode construir uma visão do mundo em que o futuro já está aí e você pode dizer, e os físicos dizem algo muito parecido com isso, que nas leis fundamentais da física não há distinção entre o passado e o futuro. E então, se você está jogando esse jogo, está essencialmente dizendo que o tempo como uma coisa independente não existe. O tempo é apenas outra dimensão como o espaço. Novamente, isso está em conflito óbvio com nossas intuições sobre o mundo. Passamos o dia agindo como se o passado tivesse acabado e o futuro ainda não tivesse acontecido e poderia acontecer desta forma ou poderia acontecer daquela forma. Poderíamos jogar uma moeda e ver. Temos a tendência de acreditar que o futuro não está totalmente determinado e, portanto, é diferente do passado.

DEAN BUONOMANO: Se o fluxo é tempo, se nosso senso subjetivo do fluxo do tempo é uma ilusão, temos esse choque entre a física e a neurociência porque a teoria dominante na física é que vivemos no universo em bloco. E eu devo ser claro. Não há consenso. Não há 100 por cento de acordo. Mas a visão padrão em física é que, e isso vem em grande parte da relatividade, vivemos em um universo eternalista, em um universo em bloco no qual o passado, o presente e o futuro são igualmente reais. Então, isso levanta a questão de saber se podemos confiar em nosso cérebro para nos dizer que o tempo está fluindo.

NOVO: Na minha opinião, o tempo é subjetivo e objetivo. O que fazemos na ciência e na engenharia e na vida, astronomia, é medir o tempo com o máximo de cuidado possível, porque é muito importante para o nosso mundo diário. Você vai plantar e quer saber quando plantá-las. Você quer saber quando colhê-los. Se você deseja ter um sistema de posicionamento global que permite determinar de que lado da rua você está, no seu telefone você precisa levar em consideração tanto a passagem tradicional do tempo que você deve estar familiarizado com assistir um relógio aqui no a superfície da Terra, e a passagem do tempo conforme é afetada pela velocidade da espaçonave, e a passagem do tempo conforme é afetada pela gravidade da própria Terra, relatividades especiais e gerais. É surpreendente. Trabalhamos arduamente para medir o tempo com todos os tipos de relógios extraordinários, mas não há dúvida de que nossos cérebros, que são computadores químicos úmidos, perdemos a noção do tempo. Não sabemos se às vezes parece curto, às vezes parece longo e é apenas a natureza que penso ser restringida ao medir o tempo com nossos cérebros. É por isso que construímos instrumentos para medir o tempo fora de nós, externamente.

BOM GOSTO: O cérebro tem contado o tempo desde o surgimento das espécies animais. Portanto, até mesmo as plantas têm a capacidade de dizer o tempo em termos de relógio circadiano. Portanto, é razoável perguntar: é assim que o cérebro conta as horas? O cérebro tem algum oscilador que está funcionando e algum circuito que está contando esses tiques e toques. A resposta é não. O cérebro parece ter maneiras fundamentalmente diferentes de contar as horas. Portanto, a primeira coisa a notar é que embora os relógios mecânicos que fazemos, até mesmo o seu relógio de quartzo, possam dizer o tempo em uma vasta gama de escalas de dezenas de milissegundos a horas, minutos e dias e meses e anos. Portanto, o cérebro tem muitos relógios diferentes para indicar os milissegundos e segundos e a hora do dia. Portanto, uma maneira de pensar sobre isso é o relógio circadiano, o relógio que indica a hora do dia, quando acordar e quando dormir. Isso não tem ponteiro dos minutos, muito menos ponteiro dos segundos. Em contraste, o relógio que lhe diz, o dispositivo de cronometragem em seu cérebro que lhe diz, hmm, esta luz vermelha está demorando um pouco para acender. Este semáforo está demorando um pouco para virar ou acho que o garçom esqueceu meu café. Esse relógio não tem ponteiro das horas, muito menos alguns dias que já se passaram. Portanto, o cérebro tem diferentes áreas, diferentes mecanismos para saber as horas. Não entendemos, entendemos perfeitamente como o cérebro diz qual é o andamento de uma música ou quando a luz vermelha vai mudar. Mas não parece ter a ver com nenhum mecanismo de contador do oscilador. Parece ter relação com a dinâmica neural, que é o fato de que padrões de neurônios, neurônios estão acoplados uns aos outros, neurônios estão conectados uns aos outros. E quando você ativa alguns neurônios, esse grupo de neurônios pode ativar outro grupo de neurônios, que pode ativar outro grupo de neurônios. Portanto, você pode ter esses padrões em evolução de atividade neural. Então, isso é consistente com o que chamamos de princípio do relógio múltiplo, que é o cérebro não ter nenhum relógio mestre. Tem muitos circuitos diferentes, cada um especializado ou que se concentra no tempo de processamento em uma escala ou outra.

THALLER: Uma coisa de que estamos absolutamente certos é que o ritmo do tempo muda. O tempo não é simplesmente uma progressão como um rio que continua fluindo. Isso pode mudar dependendo da velocidade com que você está se movendo no espaço e esta é a Teoria da Relatividade especial de Einstein. A ideia é que quanto mais rápido você vai, mais lento o tempo parece estar se movendo para você se outros observadores olharem para você passando. À medida que você avança cada vez mais rápido e se aproxima da velocidade da luz, seu tempo fica cada vez mais lento. E o surpreendente é que, à velocidade da luz, o tempo não progride de forma alguma. Existem aplicações mais comuns para isso também. Por exemplo, os satélites de posicionamento global que permitem obter a sua localização a partir do seu smartphone. Esses satélites estão passando muito, muito rápido. Eles estão indo a quase 20.000 milhas por hora. E acontece que isso é rápido o suficiente para que o tempo deles diminua. Na verdade, eles estão em um período de tempo ligeiramente diferente do nosso. E temos que dar conta disso. Temos que corrigir isso matematicamente. Caso contrário, você não obteria o local certo. Então, sabemos que o tempo fica mais lento. Nós observamos isso acontecendo ao nosso redor. Foi uma coisa realmente difícil na física moderna cerca de cem anos atrás para as pessoas abandonarem a ideia de que o tempo simplesmente flui. Que, na verdade, ele pode fluir em taxas diferentes para observadores diferentes. Depois, há a questão de saber o que o tempo está relacionado ao espaço. E você deve ter ouvido falar que Einstein falou sobre um conceito chamado espaço-tempo. Ele não acreditava que espaço e tempo fossem coisas separadas. Certamente os percebemos de maneira diferente em nossos cérebros humanos. Podemos nos mover através do espaço, mas o tempo sempre parece ir apenas em uma taxa e em uma direção. Mas Einstein achava que eles eram parte de um tecido, eram tecidos juntos. E uma das maneiras como ele ilustrou isso é que você tem que ajustar o espaço e o tempo para que eles sempre se equilibrem. Se não estou me movendo no espaço, estou sentado aqui ainda nesta cadeira, então o tempo parece avançar em um ritmo natural e simplesmente flui. Mas se eu começar a ir cada vez mais rápido, meu tempo fica mais lento. Então, de certa forma, estou me movendo através do espaço muito rápido, então não posso me mover no tempo tão rápido quanto deveria. Os dois se equilibram, espaço-tempo. Se você se mover pelo espaço muito rápido, o tempo começa a desacelerar. E agora algo fica ainda mais estranho e isso é que Einstein pensou que o início do universo, o Big Bang, criou todo o espaço e todo o tempo de uma vez em um grande todo algo. Portanto, cada ponto no passado e cada ponto no futuro são tão reais quanto o momento em que você se sente agora. Einstein acreditava nisso literalmente. Um de seus melhores amigos morreu e ele escreveu uma carta para a esposa dessa pessoa falando sobre como seu amigo ainda existe. O tempo é uma paisagem e, se você tivesse a perspectiva correta do universo, veria tudo isso à sua frente. Todo passado, presente e futuro como um todo. E ele disse, você sabe, seu marido, meu amigo, está logo depois da próxima colina. Ele ainda está lá. Não podemos vê-lo onde estamos agora, mas estamos nesta paisagem com ele e ele ainda existe tanto quanto sempre existiu. Einstein acreditava que você já estava morto há trilhões de anos, mas ainda não nasceu. Que tudo o que aconteceu com você, se você pudesse ter a perspectiva certa do universo, você poderia ver tudo de uma vez.

BOM GOSTO: O presente é a noção de que apenas o presente é real. O passado era real, o futuro alguma configuração do universo futuro será real, mas por enquanto apenas o presente é real. Em contraste, a visão oposta é chamada de eternalismo. Eternalismo você tem o passado, presente e futuro são todos igualmente reais. Então, isso torna o presente apenas um momento arbitrário no tempo ou um momento arbitrário no tempo. Portanto, uma maneira de pensar sobre isso é no tempo, assim como aqui é no espaço. Então, da mesma forma que estou aqui e alguns espectadores estão em algum outro ponto do espaço e estamos todos confortáveis com a noção de que outros pontos no espaço são igualmente reais, no eternalismo você tem que estar confortável com a noção que outros momentos no tempo são tão igualmente reais quanto este momento no tempo e este é apenas um momento arbitrário.

GLEICK: E então se um físico vier até mim e disser para fazer alguns ajustes. Encare os fatos, o futuro parece diferente do passado para você, mas na verdade a física nos diz que é a mesma coisa. Pelo menos reconheço que tenho a obrigação de levar isso a sério, de ouvi-lo. E os físicos discutem sobre essas coisas e é justo argumentar sobre isso.

THALLER: Portanto, a física moderna exige que realmente abandonemos a ideia de tempo como algo que simplesmente flui. Podemos medir que está mudando ao nosso redor em todo o lugar - satélites, aceleradores de partículas, qualquer coisa indo rápido. E pode ser que o espaço e o tempo sejam a mesma coisa, todos embrulhados juntos e tudo exista de uma vez.

Tudo o que fazemos como organismos vivos depende, de alguma forma, do tempo. O conceito é tão complexo que os cientistas ainda discutem se existe ou se é uma ilusão.
Neste vídeo, a astrofísica Michelle Thaller, o educador científico Bill Nye, o autor James Gleick e o neurocientista Dean Buonomano discutem como o cérebro humano percebe a passagem do tempo, a ideia na física teórica do tempo como uma quarta dimensão e a teoria de que o espaço e o tempo estão entrelaçados.
Thaller ilustra a teoria da relatividade de Einstein, Buonomano descreve o eternalismo e todos os especialistas abordam questões de percepção, definição e experiência.