De acordo com uma nova teoria de um cientista da Universidade do Alasca Fairbanks, o tempo, e não o espaço mais o tempo, pode ser a única propriedade fundamental em que todos os fenômenos físicos ocorrem.
A teoria também argumenta que o tempo se apresenta em três dimensões, e não apenas na única dimensão que experimentamos como uma progressão contínua para a frente. O espaço surge como uma manifestação secundária.
“Essas três dimensões temporais são a estrutura primária de tudo, como a tela de uma pintura”, disse o professor pesquisador associado Gunther Kletetschka, do Instituto Geofísico da UAF. “O espaço ainda existe com suas três dimensões, mas é mais como a tinta na tela do que a própria tela”.
Essas ideias representam uma diferença marcante em relação à física geralmente aceita, que sustenta que uma única dimensão do tempo, somada às três dimensões do espaço, constitui a realidade. Isso é conhecido como espaço-tempo, conceito desenvolvido há mais de um século que considera o tempo e o espaço como uma única entidade.
A fórmula matemática de Kletetschka, que prevê seis dimensões totais — de tempo e espaço combinados —, pode aproximar os cientistas da descoberta de uma explicação única e unificadora para o Universo.
Dimensões temporais que vão além do nosso progresso cotidiano são difíceis de compreender. Físicos teóricos propuseram diversas variações.
O trabalho de Kletetschka, publicado em 21 de abril na revista Reports in Advances of Physical Science , soma-se a um longo conjunto de pesquisas realizadas por físicos teóricos sobre um tema fora do campo da física convencional.
Ele escreve que sua estrutura matemática para o tempo tridimensional aprimora as propostas de outros, possibilitando reproduções testáveis de massas de partículas conhecidas e outras propriedades físicas.
“As propostas anteriores de tempo 3D eram principalmente construções matemáticas sem essas conexões experimentais concretas”, disse ele. “Meu trabalho transforma o conceito de uma possibilidade matemática interessante em uma teoria fisicamente testável com múltiplos canais de verificação independentes”.
A teoria poderia ser usada para prever propriedades de partículas atualmente desconhecidas e auxiliar na busca pela origem da massa — e, em última análise, ajudar a resolver uma das maiores questões da física.
O que é o tempo 3D?
O tempo tridimensional é uma teoria na qual o tempo, assim como o espaço, possui múltiplas direções independentes — geralmente imaginadas como três eixos de movimento temporal, semelhantes em conceito aos eixos espaciais X, Y e Z.
Imagine que você está caminhando por uma trilha reta, seguindo em frente e, portanto, experimentando o tempo como o conhecemos. Agora imagine outra trilha que cruza a primeira, indo na horizontal.
Se você pudesse trilhar esse caminho lateral e permanecer no mesmo instante do "tempo normal", talvez descobrisse que as coisas seriam ligeiramente diferentes — talvez uma versão diferente do mesmo dia. Mover-se por esse segundo caminho perpendicular permitiria explorar diferentes desfechos daquele dia sem precisar retroceder ou avançar no tempo como o conhecemos.
A existência desses diferentes resultados é a segunda dimensão do tempo. Os meios para transitar de um resultado para outro são a terceira dimensão.
Kletetschka afirmou que sua teoria supera alguns dos problemas das teorias temporais tridimensionais anteriores, que se baseiam na física tradicional.
Essas teorias anteriores, por exemplo, descrevem múltiplas dimensões temporais nas quais as relações de causa e efeito são potencialmente ambíguas. A teoria de Kletetschka garante que as causas ainda precedem os efeitos, mesmo com múltiplas dimensões temporais, apenas em uma estrutura matemática mais complexa.
Em um contexto tridimensional, alguns pesquisadores, notadamente o físico teórico Itzhak Bars, da Universidade do Sul da Califórnia, acreditam que a segunda e a terceira dimensões se tornam aparentes, ou se desdobram, em níveis de energia extrema, como durante o início do Universo ou em interações de partículas de alta energia.
Um grande unificador?
A busca por uma teoria do tempo tridimensional é considerada por Bars e outros físicos teóricos como uma via para ajudar a responder algumas grandes questões da física que têm intrigado os cientistas.
A abordagem de Kletetschka pode até ajudar a resolver o maior de todos os desafios não resolvidos da física: unificar a mecânica quântica — o comportamento das partículas nas menores escalas — e a gravidade em uma única teoria quântica da gravidade.
Uma teoria quântica da gravidade poderia levar a, ou se tornar, uma grande teoria do Universo — a chamada “teoria de tudo”. Essa teoria unificadora, tão almejada, uniria as quatro forças fundamentais da natureza: eletromagnetismo, força nuclear forte, força nuclear fraca e gravidade.
O modelo padrão da física de partículas une os três primeiros. A gravidade é explicada pela teoria da relatividade geral de Albert Einstein.
Os dois são incompatíveis, por isso os físicos têm procurado uma "teoria de tudo" que os una. Encontrar a origem das massas das partículas é fundamental nessa busca.
Kletetschka acredita que sua teoria do tempo tridimensional pode ajudar. Seu modelo reproduz com precisão as massas conhecidas de partículas como elétrons, múons e quarks, e também explica por que essas partículas têm essas massas.
“O caminho para a unificação pode exigir uma reconsideração fundamental da própria natureza da realidade física”, disse ele. “Esta teoria demonstra como a visão do tempo como tridimensional pode resolver naturalmente múltiplos enigmas da física por meio de uma única estrutura matemática coerente”.
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