O futuro afecta o passado.

No mundo da mecânica quântica, claro.

Esta é mais uma peça de evidencia experimental deste fenómeno contra-intuitivo previsto matemáticamente a partir da teoria quântica por John Wheeler:

Na experiência clássica, já confirmada, um observador alterava a trajectoria passada de um electrão modificando o modo como fazia as suas medições.

Concretamente, se se dispara um electrão através de duas ranhuras e se detecta com um ecrãn incapaz de dizer porque ranhura ele passou, o resultado é um padrão de ondas que implica que ele passou pelas duas ao mesmo tempo. Mas se se detecta com "telescópios" capazes de avaliar apenas o que se passa nas fendas, verificamos que o electrão ou passa por uma ou pela outra. Muito pertinente é o facto do ecrán ser retirado da frente dos "telescópios" detectores depois do electrão passar pelas fendas!

Agora, a experiencia recentemente publicada na "Nature physics", foi feita com recurso a outro fenómeno quantico, o emparelhamento de particulas. Sumáriamente, se decidirmos emparelhar as particulas depois de medirmos as suas propriedades, elas vão dar resultados diferentes do que se não as decidirmos emparelhar mais tarde. Sabemos que os resultados são alterados à posteriori (e não antes) recorrendo a um pré-emparelhamento que nos diz o valor antes do segundo emparelhamento que é atrasado uns bilionésimos de segundo. O resultado da medição é alterado pelo que vai acontecer a seguir.

Na mecânica quantica o tempo é parecido com o espaço. A causalidade move-se em qualquer direcção. Aqui já tinha falado sobre isto ao rever o livro do Stephen Hawking "The Grand Design".



Via Ars Technica: http://arstechnica.com/science/news/2012/04/decision-to-entangle-effects-results-of-measurements-taken-beforehand.ars

Quantas dimensões precisamos para descrever o universo?

Tenho imensos leitores que vêm aqui parar para encontrar a resposta à questão "quantas dimensões tem o universo"?  Por isso decidi fazer um post sumário sobre isso:

De acordo com a teoria das cordas mais completa, a Teoria-M, cuja prova ainda não surgiu são 11 (eu aposto nesta resposta).

Só nos dizem respeito 4 dimensões. As outras serão mínimas para que as vejamos e segundo os físicos estão enroladas algures.

As dimensões que nos dizem respeito directamente são 3 de espaço e uma de tempo. Só medimos o tempo numa direcção, excepto em fenómenos quanticos em que as observações têm efeitos retroactivos instantaneos.

Existe ainda uma hipotese, (baseada também em teoria das cordas) de todas as nossas dimensões de espaço serem projecções de uma realidade num plano - é o Universo Holograma.

Para saber mais seguir as etiquetas em baixo:

Sobre o Tempo

Penso que uma das questões mais dificeis,  de toda a ciência e da filosofia, é a resposta à questão:

O que é o tempo? 

A enciclopédia Britannica (*) diz assim:

"Tempo:

Periodo medido ou que se pode medir.

Mais vagamente, é um continuum a que faltam dimensões espaciais.

Os filósofos têm procurado uma compreensão do tempo, focando-se em grandes questões, como a relação entre o tempo e o mundo fisico e a relação entre o tempo e a consciência. Aqueles que adotam uma teoria absolutista do tempo, olham-no como um tipo de contentor dentro do qual o universo existe e a mudança tem lugar e acreditam que a sua existência e propriedades são independentes do universo físico. Para a teoria rival, relacionista,  o tempo não é nada sobre e acima da mudança do mundo físico. Sobretudo por causa de Einstein, o tempo é agora tido como sendo algo que não pode ser separado do espaço. (espaço-tempo). Alguns argumentam que a teoria da relatividade suporta os absolutistas outros argumentam que suporta o relacionistas."

De facto a explicação do que é o tempo, (pela ciência) é nos dada fundamentalmente pela teoria da relatividade (1). Segundo ela, o tempo é parte de algo maior que é o espaço-tempo. Não existe separadamente. De tal modo, que nós nos estamos sempre a mover no  espaço-tempo, e o que tiramos do movimento num vai ser acrescentado ao movimento no outro. Confuso?

Se eu me começo a deslocar no espaço a 20 km/hora, essa velocidade vai ser descontada na velocidade com que eu me desloco no tempo. Se eu acelerar algo até à velocidade máxima possivel, a velocidade da luz, só vai sobrar movimento no espaço. Por isso, a luz não tem uma componente da deslocação no espaço-tempo que seja só no tempo. "A luz não envelhece".

Por outro lado, se eu estiver rigorosamente parado, só me estou a mover no tempo. Por isso, a sincronicidade, ou a percepção de que fenómenos ocorreram ao mesmo tempo, não é a mesma para quem se desloque a velocidades diferentes. Porque ao tratar do tempo e do espaço separadamente, eles são relativos. O absoluto é a entidade espaço-tempo. Não dá para separar, se o tentarmos passamos então a falar de um em relação ao outro.

Um problema que nasce da descrição da relatividade para o espaço-tempo, é que não dá nenhuma explicação acerca de porque é que andamos num sentido e não no outro.  E além disso, ao acabar com a noção de tempo absoluto, mostrando que observadores diferentes não concordam com que acontecimentos ocorreram ao mesmo tempo, destroi uma noção intuitiva que tinhamos de um tempo universal a fluir. O espaço-tempo pode ser descrito visualmente como se se tratasse de um longo solido, imagine-se um pão de cacete, com os acontecimentos a evoluirem continuamente ao longo do seu comprimento. Uma fatia desse continuum representa um momento para um observador. A passagem de um momento para o outro, aparentemente, é algo que a nossa consciencia faz. Deixando momentos do passado para trás. Isso é a nossa percepção...

...Mas a questão é que é possivel fazer fatias desse longo cacete tão obliquas que destruirão qualquer noção intuitiva de passado e futuro. Se as fatias forem feitas com velocidades como as que estamos habituados a lidar no dia a dia, elas vão sair direitinhas e paralelas a um eixo maior do cacete. Mas a velocidades relativistas, uma fatia pode ser tão obliqua que para determinadas distancias um acontecimento de uma ponta do cacete fique na mesma fatia que um acontecimento na outra ponta do cacete. Ou quase. Isto quer dizer que, dependendo do observador, acontecimentos no passado para umas pessoas, estão no futuro para outras. Acontecimentos que para uns são sincronos, estão na mesma fatia do bloco espaço-tempo, para outros são tão distantes como milhares de anos. Esta constantação ataca fortemente a ideia de um tempo absoluto a fluir pelo universo.

E se o tempo é algo que realmente flui, se existe uma seta do tempo (2) com uma direção, não é uma coisa obvia. As leis da fisica são simétricas para o tempo. São as mesmas para um lado ou para o outro do cacete de pão metafórico. Einstein diria mesmo que "os fisicos convictos como ele, sabem que o fluir do tempo é uma ilusão"

E a simetria das leis da fisica é uma propriedade considerada cada vez mais importante. Então, para além da nossa experiencia do tempo que evidencias cientificas temos que o tempo é algo que tem um sentido? E que as coisas acontecem nesse sentido. Ha uma seta do tempo ou não?

A unica resposta que encontrei a esta questão foi a da entropia. Como escrevi no post sobre a seta do tempo, a entropia é a unica lei cientifica assimetrica. Se o tempo flui, ele flui no sentido de aumentar a entropia.

Penso que depois do que escrevi posso acabar citando o resto do artigo da Britanica sobre o tempo:

"A primeira preocupação com a relação do tempo com a consciencia é a extensão com que o tempo ou aspectos do tempo dependem da existencia de seres conscientes. Acontecimentos no tempo são normalmente pensados como noções de passado presente e futuro, e alguns filósofos tratam-nos como sendo dependentes da mente; outros acreditam que o tempo é independente da percepção e defendem que passado presente e futuro são medidas objectivas do mundo."

Ou será a própria consciência uma propriedade emergente da nossa deslocação através do espaço-tempo? Ao invés de imaginar o tempo como consequência da nossa consciencia? ( como diz na E. Britannica - mas no fundo sendo a mesma coisa com uma causalidade invertida). Não faço ideia.

Notas e ligações:

(*)"time."Encyclopædia Britannica from Encyclopædia Britannica 2006 CD. .[Accessed September 7, 2009].

(1) Teoria da relatividade (partes I,II e III):

I - http://cronicadaciencia.blogspot.com/2009/08/sobre-teoria-da-relatividade-parte-i.html

II - http://cronicadaciencia.blogspot.com/2009/08/sobre-teoria-da-relatividade-ii.html

II - http://cronicadaciencia.blogspot.com/2009/08/sobre-teoria-da-relatividade-parte-iii.html

(2) Seta do tempo e entropia: 

http://cronicadaciencia.blogspot.com/2009/08/seta-do-tempo-e-entropia.html

Noutro blogue:

http://duvida-metodica.blogspot.com/2009/09/o-novo-ano-lectivo-e-o-tempo.html

Seta do tempo e entropia.

Para além da nossa memória, não parece haver mais nenhuma razão para que se possa afirmar que o tempo flui num sentido ou noutro. Excepto se falarmos de entropia.

A descrição física do universo é simétrica em relação ao tempo. Isto quer dizer que quando pomos um filme a andar para trás, e se formos minunciosos e cuidadosos nas nossas observações, não vamos ver nenhuma violação das leis da física. Parece não haver nada que indique em que sentido o tempo flui se não fosse a entropia.

Este conceito surgiu da observação de que em qualquer processo há sempre calor perdido, porque não se consegue 100% de eficiência. É descrito na segunda lei da termodinâmica que afirma que diferenças de temperatura entre dois sistemas em contacto tendem a igualar-se, com trabalho a poder ser obtido a partir dessas diferenças, mas que também se perderá calor, sob a forma de entropia.

A entropia foi considerada como sendo uma medida da desordem, mas é mais aceite actualmente ser uma medida da homogeneidade da dispersão de energia. Isto é, a energia tende a espalhar-se uniformemente, sendo o cenário mais provável para um sistema o da maior dispersão geral da energia. De facto o conceito evoluiu matematicamente para uma abordagem estatística que pode ser aplicada a outras áreas do conhecimento, como por exemplo à teoria da informação de Claude Shanon.

Para saber mais proponho começar por aqui:

http://en.wikipedia.org/wiki/Entropy