Um experimento feito na Universidade de Birmingham reacendeu uma das perguntas mais antigas da ciência: afinal, o que é o tempo? Em vez de usar ponteiros, cronômetros ou qualquer referência externa, o professor Giovanni Barontini criou um miniuniverso em laboratório para observar se a passagem do tempo poderia nascer das próprias mudanças internas de um sistema quântico.

Como o miniuniverso mede o tempo sem relógio?

A ideia parece ficção científica, mas parte de uma questão real da física moderna. Em algumas teorias, o universo não teria um relógio embutido. Ele existiria como um grande estado quântico, no qual a noção de antes e depois surgiria apenas da relação entre suas partes.

Para testar essa possibilidade, o cientista criou uma espécie de cosmos em miniatura usando cerca de 24 mil átomos ultrafrios de rubídio. Eles foram mantidos quase no zero absoluto, em uma armadilha feita com lasers, dentro de um sistema isolado do ambiente externo.

Por que esse experimento chamou tanta atenção?

O ponto mais intrigante é que o sistema foi dividido em duas regiões: uma parte observada, chamada de brilhante, e outra não observada, chamada de escura. A região brilhante expandia e colapsava repetidamente, lembrando uma versão microscópica de um Big Bang seguido por um possível Big Crunch.

Essa dinâmica permitiu reconstruir a sequência dos eventos sem depender de um relógio externo. Em outras palavras, o próprio comportamento dos átomos indicava o que vinha antes e o que vinha depois.

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O que é tempo entrópico?

O conceito central do estudo é chamado de tempo entrópico. Ele nasce da forma como a distribuição dos átomos muda entre as regiões do sistema. Quando essa distribuição aumenta ou diminui, o sistema parece avançar no tempo. Quando nada muda, o tempo praticamente para naquele referencial.

Esse comportamento ajuda a explicar por que sentimos uma direção clara para os acontecimentos, mesmo que muitas leis fundamentais da física funcionem tanto para frente quanto para trás. No experimento, a entropia funciona como uma pista interna para organizar os eventos.

De forma simples, o avanço do tempo nesse miniuniverso depende de alguns sinais observáveis:

• mudança na distribuição dos átomos entre as regiões brilhante e escura;
• crescimento ou redução da desordem dentro do sistema isolado;
• capacidade de ordenar eventos sem consultar um relógio externo;
• variação no ritmo do tempo conforme a entropia se espalha.

Isso muda o que sabemos sobre o universo?

O experimento não prova sozinho uma teoria final sobre o cosmos, mas abre uma porta rara: testar em laboratório ideias que antes ficavam quase restritas à matemática da gravidade quântica e da cosmologia. Isso torna a discussão sobre o tempo menos abstrata e mais experimental.

A descoberta também mostra que uma versão da equação de Schrödinger, base da mecânica quântica, pode ser escrita usando esse tipo de tempo emergente. Assim, ainda seria possível prever como uma nuvem de probabilidades muda mesmo sem um tempo externo tradicional.

O que pode vir depois dessa descoberta?

A grande promessa está em usar sistemas semelhantes para investigar cenários ainda mais complexos. Pesquisadores podem tentar simular fases do universo primitivo, testar ideias sobre o colapso cósmico ou até criar modelos de buracos negros em condições controladas.

No fim, o miniuniverso não responde definitivamente o que é o tempo, mas muda o tamanho da pergunta. Em vez de tratar o tempo apenas como algo que corre do lado de fora, o estudo sugere que ele pode ser uma consequência das mudanças que acontecem por dentro da própria realidade.