Físicos propõem um universo espelhado onde o tempo se move na direção oposta

Por Philip Perry
Publicado no Big Think

Imagine acordar após a morte e viver a sua velhice, até que você se torne jovem o suficiente para ter uma carreira que esperava e, em algum dia, fosse para a faculdade. Isso é como a vida pode ser em um universo “espelhado”, exatamente o oposto do nosso. De acordo com dois grupos de físicos, nosso universo pode ter um gêmeo, onde o tempo se move para trás.

Claro, tudo isso é apenas algo teórico. Mas a teoria responde algumas questões fundamentais em que a física vem lutando por algum tempo. Um deles é, se o universo, durante o Big Bang, fosse feito de partes iguais de matéria e antimatéria, onde está toda a antimatéria?

Paul Dirac propôs, pela primeira vez, a antimatéria em 1928. Desde então, os físicos encontraram uma ampla gama de antipartículas. Estas estão presentes durante colisões de alta energia em outros lugares do universo e também dentro de aceleradores de partículas, como no grande colisor de hádrons no CERN.

Em um experimento de 1964, que ganhou o Prêmio Nobel 16 anos depois, James Cronin e Val Fitch provaram que você não pode ter um universo de antimatéria pelo simples motivo de que a força nuclear fraca viola esse modelo. Por um tempo, foi isso.

Então, em 2004, dois cientistas da Caltech, o professor Sean Carroll e sua estudante de pós-graduação, Jennifer Chen, ressuscitaram a teoria do universo espelho, tentando abordar outra questão física fundamental, por que o tempo só se move em uma direção?

Ao longo de sua investigação, eles acabaram criando um modelo do Big Bang que dispara para fora em duas direções opostas. Em nosso universo, tudo é composto de matéria, enquanto no universo espelho, é a antimatéria.

À medida que o tempo avança numa direção em um universo, ele se move para trás no outro. Mas do universo espelho, o tempo parece estar se movendo para trás do nosso , o que levanta a questão, quem está realmente no universo de trás, nós ou eles?

De um modo geral, quando falamos sobre o tempo, consideramos a Segunda Lei da Termodinâmica e, em particular, a entropia. Esta é a quantidade de desordem em um sistema que acabará por derrubá-lo, seja um motor, um computador, uma estrela ou o corpo humano. A entropia cresce exponencialmente e, mais cedo ou mais tarde, ele consumirá todo o sistema. Mas em vez de entropia, Carroll e Chen decidiram se concentrar na gravidade.

Olhando para apenas 1.000 partículas e empregando a física newtoniana, eles conseguiram provar que essa teoria dual do universo é possível. O modelo deles explica a força nuclear fraca. Duas equipes de cientistas analisaram mais profundamente isso, desde então.

Em 2014, um grupo publicou suas descobertas no jornal  Physical Review Letters. Três cientistas colaboraram no projeto, Julian Barbour de Oxford, Tim Koslowski da Universidade de New Brunswick e Flavio Mercati do Perimeter Institute for Theoretical Physics. Eles estudaram um sistema similar, autônomo e de 1.000 partículas, baseado na gravidade e não na termodinâmica.

Este modelo mostrou que a gravidade se expandia em duas direções, fora do que foi denominado “ponto de Janus“, chamado de deus romano de duas cabeças. Aqui, a entropia é a forma como experimentamos o tempo, como um movimento eterno, conhecido na física como a “flecha do tempo”. Segundo Barbour, se você levar o tempo como um fenômeno natural, ao invés de uma força pré-existente, ele fluirá em duas direções diferentes, ele afirma surgir em seu modelo de computador, espontaneamente.

Como resultado, esses seres no espelho cosmos experimentariam suas vidas como nós, mas diferenças sutis poderiam fazer com que as coisas acabassem radicalmente diferente do que na nossa época. Então, você poderia entrar no universo dos espelhos, caso exista? De acordo com Mercati, não. As duas épocas fluem para sempre a partir deste ponto central e os seres em um universo nunca estarão cientes do outro.

Dr. Carroll baseou-se na sua teoria desde o seu anúncio inovador . Hoje, ele está no Instituto de Tecnologia da Califórnia. Carroll juntou-se com um colega no MIT, Alan Guth. O modelo agora é mais refinado, reivindicação de Carroll e Guth.

Não depende da gravidade, por um lado. Funciona com base apenas na termodinâmica. Ele também opera suavemente quando contabiliza partículas que viajam através do espaço infinito, em vez de um sistema autônomo.

“Nós chamamos isso de flecha de duas cabeças do tempo”, disse Guth ao  New Scientist , “Porque as leis da física são invariantes, vemos exatamente o mesmo na outra direção”. Nesta visão, nosso universo e seu espelho podem nasceram de um universo pai.

Seus resultados ainda não foram publicados. Um problema é que o modelo só provou funcionar em termos da física clássica. Se ele vai enquadrar com a mecânica quântica ou mesmo com a relatividade geral, ninguém sabe. Outra questão é que não incorporaram uma força fundamental do universo, a gravidade. Os pesquisadores nem sequer estão certos sobre a estrutura exata que eles propõem.

“Em vez de ter dois fluxos que emanam de um rio, poderia ser mais como uma fonte onde você tem muitos pares de molas”, disse Carroll. “Ou apenas toda uma série de fontes que fluem de uma fonte em diferentes direções”. Talvez nossa época seja realmente uma parte de um multiverso muito maior, com cada universo separado tendo seu próprio espelho oposto, uma perspectiva fascinante a considerar.

Para saber mais sobre esta teoria, assista: