Seria realmente muito interessante se pudéssemos fazer o tempo voltar. Porém, da mesma forma, isso poderia causar um caos completo na vida das pessoas e no curso do Universo. Mesmo assim, a pergunta que muita gente se faz é “porque o tempo corre para frente e nunca para trás?”.

Que tipo de mecanismo o aciona dessa forma? Segundo um artigo de Ian O’Neill, do Discovery News, em um estudo recente publicado na revista Physical Review Letters, um grupo de físicos teóricos investigaram a chamada “Flecha do Tempo” (ou flecha quântica), que é um conceito utilizado para distinguir uma direção do tempo em um mapa relativístico quadridimesional do mundo.

Ou seja, é o termo que descreve a marcha inexorável do tempo, o movimento do momento atual em que essa “flecha” sempre aponta para o futuro. No estudo, os pesquisadores destacaram uma forma diferente de observar como ele se manifesta em escalas universais. E, além desses conceitos, é preciso entender mais alguns para compreender porque o tempo não volta.

A entropia

Em um conceito da física, da hipótese passada, o tempo é descrito de forma que pressupõe que um determinado sistema começa em um estado de baixa entropia e, em seguida, impulsionado pela termodinâmica, a entropia aumenta. A entropia é uma grandeza termodinâmica que mensura o grau de irreversibilidade de um sistema.

Seguindo esse raciocínio, de acordo com o Discovery News, o passado tem baixa entropia e o futuro tem de alta entropia, um conceito conhecido como assimetria de tempo termodinâmico.

Para dar um exemplo de uma forma mais prática, em nossa experiência cotidiana, podemos encontrar muitas formas de entropia crescente, como um gás que enche uma sala ou uma fusão de um cubo de gelo. Nestes exemplos, é observado um aumento na entropia irreversível e, por conseguinte, a desordem.

Por exemplo, quando o gelo derrete, a matéria torna-se mais desordenada e menos estruturada. A disposição sistemática de moléculas de uma estrutura cristalizada é substituída por um movimento mais aleatório e menos ordenado de moléculas sem locais fixos ou orientações. Sua entropia aumenta porque a transferência de calor ocorre dentro dele.

Aplicando esse conceito em uma escala universal, presume-se que o Big Bang deu origem ao Universo em um estado de baixa entropia, ou seja, um estado de entropia mínima.

Ao longo das eras, conforme o universo se expandia e arrefecia, a entropia do sistema em larga escala tem aumentado. Portanto, assim como descrito na hipótese passada, o tempo está intrinsecamente ligado com o grau de entropia, ou desordem, em nosso Universo.

Essa ideia pode apresentar problemas

Segundo Ian O’Neill, do Discovery News, logo após o Big Bang, várias linhas de observação de evidências apontam que o ambiente era uma caos quente e extremamente desordenado de partículas primordiais. Conforme o Universo amadureceu e resfriou, a gravidade assumiu o controle, deixando o Universo mais ordenado e mais complexo com nuvens resfriadas de gás, estrelas e planetas formados, que evoluíram a partir de um colapso gravitacional.

Ao longo do passar das eras, a química orgânica tornou-se possível, dando origem à vida e aos seres humanos, que filosofam sobre tempo e o espaço. E, então, podemos observar a desordem em ação. Em uma escala universal, ela tem efetivamente diminuído, e não aumentado como a "hipótese passada" presume.

Esse conceito foi argumentado pelo pesquisador Flavio Mercati, do Instituto Perimeter (PI) de Física Teórica, em Ontário, no Canadá, que afirmou que é um problema a forma como a entropia é medida.

Ele afirma que, como a entropia é uma grandeza física com dimensões (como energia e temperatura), é necessário que haja um quadro de referência externas para que possam ser medidos em comparação. Então, se não é a entropia, o que poderia conduzir o tempo universal para frente?

Complexidade

As definições de complexidade muitas vezes dependem do conceito de um "sistema", um conjunto de partes ou elementos que têm relações que os diferenciam daquelas com outros elementos fora dessas conexões.

Além disso, muitas definições tendem a postular ou assumir que a complexidade expressa uma condição de inúmeros elementos em um sistema e inúmeras formas de relações entre os elementos. No entanto, o que se vê tão complexo e que se vê como simples é relativo.

Em outras palavras, a complexidade é uma quantidade adimensional que, na sua forma mais básica, descreve quão complexo é um sistema. Então, se olharmos para o nosso Universo, a complexidade está diretamente ligada com o tempo: conforme ele avança, o Universo se torna cada vez mais estruturado.

Na opinião do pesquisador Flavio Mercati, "a questão que procuram responder em nosso papel é: o que define esse sistema nesse estado de muito baixa entropia em primeiro lugar? Nossa resposta é: a gravidade, e sua tendência em criar ordem e estrutura (complexidade) a partir do caos", disse ele.

Pesquisa

Para testar essa teoria, o pesquisador Mercati e seus colegas criaram modelos básicos de computador para simular partículas em um Universo de brinquedo. Eles descobriram que seja qual for a simulação executada, a complexidade dos universos sempre aumentou e nunca diminuiu com o tempo.

Vamos tomar como exemplo novamente o Big Bang. A partir dele, o Universo começou em seu estado de menor complexidade (a "sopa" de partículas quentes e desordenadas e energia). Então, quando o Universo esfriou a um estado em que a gravidade começou a assumir, gases aglutinados, estrelas e galáxias formadas evoluíram. O Universo tornou-se inexoravelmente mais complexo e a gravidade é a força motriz deste aumento na complexidade.

"Cada solução do modelo de brinquedo gravitacional que estudamos tem essa propriedade de ter em algum lugar um estado muito homogêneo, caótico e não-estruturado, que se parece muito com a sopa de plasma que constitui o universo no momento do de sua criação. Então, em ambos os sentidos de tempo, a gravidade do estado aumenta as heterogeneidades e cria um monte de estrutura e ordem, de forma irreversível", disse Mercati.

Ele acrescentou ainda que à medida que o Universo amadurece, os subsistemas ficaram isolados o suficiente para que outras forças estabelecessem as condições para a Flecha de Tempo dominar em subsistemas de baixa entropia.

Sobre a escala universal, nossa percepção do tempo é impulsionada pelo crescimento contínuo de complexidade, mas nestes subsistemas, a entropia domina.

"O universo é uma estrutura cuja complexidade está crescendo. O universo é composto de galáxias grandes separadas por vastos espaços vazios. No passado distante, eles foram mais aglutinados. Nossa conjectura é que nossa percepção do tempo é o resultado de uma lei que determina um crescimento irreversível da complexidade", completou Mercati.