É incrível pensar no progresso que os seres humanos fizeram na compreensão do tempo desde o século passado. Passamos de antigos relógios de sol para modernos relógios atômicos. Hoje podemos acompanhar a passagem de um segundo mais de perto do que nunca, mas o tempo continua sendo um tópico extremamente complexo. Graças a cientistas visionários nos aproximamos cada vez mais de desvendar os segredos desse que dizem ser o “senhor de tudo”.
Medição do tempo está se tornando cada vez mais precisa.Fonte: Pixabay
O tempo para Newton
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Isaac Newton, no século XVII, criou a tese de que o tempo é como uma flecha disparada de um arco, viajando em linha reta e direta – e nunca se desviando de seu caminho. Para ele, um segundo tinha a mesma duração em qualquer lugar do universo e nada tinha velocidade constante, nem mesmo a luz. Assim ele supôs que se a velocidade da luz podia variar, o tempo devia ser constante – passando de um segundo para o próximo, sem diferença de duração.
O tempo para Einstein
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Albert Einstein, em 1905, afirmou que a velocidade da luz não varia, sendo uma constante que viaja a cerca de 299.792 quilômetros por segundo. Para ele, o tempo – a quarta grandeza do universo – era mais como um rio, vazando e fluindo, dependendo dos efeitos da gravidade e do espaço-tempo. O tempo aumentaria e desaceleraria em torno dos corpos com diferentes massas e velocidades e, portanto, um segundo na Terra não teria a mesma duração em todo o universo.
Mas se a velocidade da luz fosse realmente uma constante, seria preciso uma variável para alterar grandes distâncias pelo universo. Com sua expansão e planetas e galáxias movendo-se em uma escala gigantesca, algo precisaria ceder para permitir essas flutuações – o tempo. E depois de uma breve passagem dele, a teoria se provou totalmente precisa.
Provando a dilatação do tempo
Em outubro de 1971, os físicos JC Hafele e Richard Keating colocaram quatro relógios atômicos de césio em aviões para voar ao redor do mundo, primeiro para o leste e depois para o oeste. De acordo com a teoria de Einstein, quando comparados com relógios atômicos em terra, os relógios no céu seriam cerca de 40 nanossegundos mais lentos após sua viagem para o leste, e cerca de 275 nanossegundos mais rápidos após viajar oeste, devido aos efeitos gravitacionais da Terra na velocidade dos aviões.
O estudo foi publicado em 1972 na revista Science e, incrivelmente, os relógios registraram uma diferença ao viajar para o leste e oeste ao redor do mundo: cerca de 59 nanossegundos mais lento e 273 nanossegundos mais rápido, respectivamente, em comparação com o Observatório Naval dos EUA em Washington, DC, onde estava o relógio em terra. Então Einstein estava correto em sua teoria da dilatação do tempo, e ficou provado que o tempo de fato flutuou pelo universo.
Teorias sobre o tempo
Newton e Einstein concordaram em uma coisa: o tempo avança. Até o momento não há evidência de nada no universo que seja capaz de se esquivar do tempo e se mover para frente e para trás à vontade. Tudo se move para frente no tempo, seja em um ritmo regular ou ligeiramente deformado ao se aproximar da velocidade da luz.
Existem várias teorias sobre o tema. Uma delas é a segunda lei da termodinâmica, que afirma que tudo no universo quer passar da entropia baixa para a alta, ou da uniformidade para a desordem: começou com o Big Bang – é a “flecha do tempo”.
O astrônomo britânico Arthur Eddington sugeriu que o tempo não era simétrico: “Se, conforme seguimos a flecha, encontramos cada vez mais o elemento aleatório no estado do mundo, então a flecha aponta para o futuro; se o elemento aleatório diminuir, a flecha aponta para o passado”, escreveu em 1928.
Outra teoria sugere que a passagem do tempo se deve à expansão do universo: à medida que o universo se expande, puxa o tempo com ele – pois o espaço e o tempo estão ligados como um só. Mas isso significaria que, se o universo atingisse um limite teórico de expansão e começasse a se contrair, o tempo se inverteria.
Relógios atômicos
Uma coisa é certa: cada vez somos capazes de medir o tempo com mais precisão. Antes usávamos apenas o tempo dinâmico, baseado na rotação da Terra, dividindo um dia em 24 horas, uma hora em 60 minutos e um minuto em 60 segundos – mas a Terra não gira uniformemente. Foram introduzidos anos bissextos para aumentar a precisão, mas essa não é uma medição exata.
Já o tempo atômico – mais preciso até hoje – depende da transição de energia dentro de um átomo de um determinado elemento, geralmente o césio. Assim, o tempo pode ser medido com a perda de apenas uma pequena porção de um segundo em um milhão de anos. Um segundo agora é definido como 9.192.631.770 transições dentro de um átomo de césio, segundo a revista Scientific American.
Futuro pontual
Relógios de estrôncio prometem alcançar o dobro de precisão e um projeto experimental baseado em átomos de mercúrio carregados poderia reduzir ainda mais as discrepâncias na medição do tempo: para menos de 1 segundo perdido ou ganho em 400 milhões de anos.
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