Físicos Descobrem Evidências de que o Tempo é Reversível em Vidro
O avanço implacável do tempo é geralmente incontornável, mas um estudo recente conduzido por cientistas da Universidade Técnica de Darmstadt, na Alemanha, e da Universidade de Roskilde, na Dinamarca, demonstrou que em certas substâncias, o tempo pode parecer momentaneamente suspenso.
Esta pesquisa, focada em como materiais como o vidro se deterioram, revelou as primeiras evidências concretas de que a passagem do tempo em um material pode ser reversível.
De maneira geral, as leis da física pouco se importam com a direção do tempo. Ao inverter uma equação que explica a trajetória de um objeto, é possível determinar sua posição original. Tais leis são consideradas reversíveis no tempo.
Embora várias leis individuais desafiem as restrições do tempo, o destino final do nosso universo é governado pelo avanço implacável da desordem. Em uma extremidade, temos ovos inteiros; na outra, ovos mexidos. Nenhum cálculo pode restaurar um ovo inteiro.
Em termos científicos, o tempo é um aspecto da segunda lei da termodinâmica – o princípio de que sistemas isolados se tornam mais caóticos ao longo do tempo de uma maneira que não pode ser facilmente revertida.
Determinar se um sistema material é influenciado pela reversibilidade do tempo ou pela entropia é desafiador. Exemplos como a oxidação de um carro antigo, a erosão de uma estátua ou a decomposição gradual de um navio encalhado são comuns, mas materiais como o vidro passam por mudanças sutis que não estão ligadas a forças degradantes externas.
Consistindo em aglomerados desordenados de partículas, materiais não cristalinos, incluindo vários polímeros e sólidos amorfos como o vidro, se estabilizam em um estado teoricamente estável baseado em seu próprio cronograma impulsionado pela entropia. Isso é semelhante a uma teoria única da relatividade que depende não da gravidade ou da aceleração, mas do reordenamento gradual de diferentes moléculas se assentando devido à termodinâmica.
Cientistas se referem a esse processo de envelhecimento como ‘tempo material’. Embora esse conceito exista desde o início dos anos 1970, sua aplicação prática no que é conhecido como formalismo de Tool–Narayanaswamy não havia sido verificada experimentalmente até agora.
Observar isso no vidro é particularmente desafiador devido ao seu lento processo de envelhecimento.
“Isso foi um enorme desafio experimental”, afirma Till Böhmer, o pesquisador líder e físico de matéria condensada na Universidade Técnica de Darmstadt.
A equipe de pesquisa utilizou uma câmera de vídeo extremamente sensível para capturar a dispersão de luz laser em uma amostra de vidro, criando padrões de interferência. Esses padrões foram analisados estatisticamente para detectar flutuações, fornecendo insights sobre o ‘tempo material’ de três diferentes substâncias formadoras de vidro.
Os resultados indicaram que o tempo, em nível molecular nessas substâncias, não está fixo em um estado de equilíbrio, mas é reversível, conforme as partículas se deslocam e reposicionam umas às outras em novas configurações. Quando o processo é revertido, torna-se indistinguível se está avançando ou retrocedendo.
“No entanto, isso não implica que o envelhecimento dos materiais possa ser revertido”, esclarece Böhmer.
Em última análise, o sistema tenderá a um estado definido pela entropia.
No entanto, as oscilações minúsculas das estruturas moleculares parecem ignorar essa tendência, balançando para frente e para trás, indiferentes ao contexto temporal mais amplo em que existem.
Este avanço na compreensão do tempo material abre novos horizontes para a pesquisa em física de materiais. A descoberta de que o tempo pode ser percebido de maneira diferente em nível molecular em certos materiais, como o vidro, desafia nossa compreensão convencional da irreversibilidade do tempo. Os resultados deste estudo sugerem que, sob condições específicas, o processo de envelhecimento em materiais amorfos não segue necessariamente um caminho linear e unidirecional em direção à desordem.
A implicação mais profunda dessa pesquisa é que ela fornece uma nova perspectiva sobre como processos temporais são entendidos em sistemas físicos. A natureza reversível do tempo em nível molecular destaca uma complexidade subjacente no comportamento dos materiais que antes era pouco compreendida. Isso pode ter implicações significativas na forma como abordamos o design de materiais e na compreensão de seu ciclo de vida.
Além disso, o estudo reforça a ideia de que o tempo, como um conceito físico, pode ter nuances e características que ainda não foram totalmente exploradas. A possibilidade de reversibilidade do tempo, mesmo que em uma escala muito pequena e sob condições específicas, sugere que a natureza do tempo pode ser mais flexível do que se pensava anteriormente.
Em resumo, o estudo da Universidade Técnica de Darmstadt e da Universidade de Roskilde não apenas fornece uma compreensão mais profunda dos processos de envelhecimento em materiais amorfos, mas também desafia nossas noções preconcebidas sobre a natureza do tempo. Através de uma abordagem inovadora e experimentos meticulosos, os cientistas conseguiram desvendar aspectos do tempo material que podem levar a avanços significativos na ciência dos materiais e na física teórica. [Science Alert]
