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Relógios ficam mais distorcidos à medida em que se tornam mais precisos

Originalmente por Mike McRae | ScienceAlert
Traduzido e adaptado por Leonardo Ambrosio.

O tempo é maluco, e como você provavelmente já sabe, não existe um tempo “mestre” no Universo. Isso faz com que seja possível experimentarmos o tempo de formas diferentes com base na forma como estamos nos movendo, ou na quantidade de gravidade à qual estamos submetidos.

Agora, os cientistas combinaram duas grandes teorias da física para concluir que não apenas o tempo é universalmente inconsistente, mas que qualquer relógio borra o fluxo de tempo em seu espaço circundante.

Isso não quer dizer, é claro, que o relógio que repousa em sua parede fará com que você envelheça mais rápido. Nós estamos falando de experimentos altamente precisos, envolvendo, por exemplo, relógios atômicos. Uma equipe de físicos da Universidade de VIena e da Academia Austríaca de Ciências aplicou mecânicas quânticas e a relatividade geral para argumentar que o aumento na precisão das medições de relógios também afeta a deformação do tempo.

Mecânica quântica

A mecânica quântica é incrivelmente útil para descrever o Universo em uma escala muito pequena, como partículas subatômicas e forças em distâncias curtas. As matemáticas que suportam as mecânicas quânticas são incrivelmente úteis, mas fazem previsões que parecem ser contra-intuitivas para nossas experiências cotidianas.

Uma dessas previsões é chamada de princípio de Heisenberg, que diz que à medida em que você sabe de algo com uma precisão crescente, a medição de uma variável complementar torna-se menos precisa.

Por exemplo, quanto mais você identificar a posição de um objeto no tempo e espaço, menos certeza você terá sobre seu momento linear. Esta não é uma questão de ser inteligente o suficiente ou ter os equipamentos adequados. O Universo fundamentalmente funciona desta forma; os elétrons evitam as colisões com prótons graças a um equilíbrio de ‘incerteza’ de posição e momento.

Outra maneira de pensar é a seguinte: objetos com posições ultra-precisas exigem que consideremos quantidades cada vez mais absurdas de energia. Aplicado a um relógio hipotético, dividir frações de segundo em nosso relógio nos torna menos certos sobre a energia dele. É aí que entra a relatividade geral – outra teoria altamente confiável da física – entretanto, mais útil para explicar como objetos maciços afetam um ao outro à distância.

Graças ao trabalho de Einstein, entendemos que há uma equivalência entre massa e energia, tornada famosa na equação E= mc^2. Também sabemos que o tempo e o espaço estão conectados e que esse espaço-tempo pode ser afetado como se fosse mais do que apenas uma caixa vazia.

Infelizmente, enquanto as teorias são apoiadas por experimentos, elas geralmente não se dão bem juntas, forçando os físicos a considerarem uma nova teoria que lhes permita conviver. Enquanto isso, é importante que continuemos a entender como ambas teorias descrevem os mesmos fenômenos, como o tempo. E é isso que o novo estudo faz.

Neste caso, os físicos sugerem que o ato de medir o tempo em maior detalhe requer quantidades crescentes de energia – o que, por sua vez, faz com que a medição seja menos precisa em qualquer dispositivo de manutenção do tempo.

Como você já deve estar pensando, isso não altera muita coisa no seu dia a dia, assim como a maior parte da física teórica. Embora a mecânica quântica se aplique tecnicamente a coisas “grandes”, não se preocupe. Definir o cronômetro para ler frações de segundo não vai mudar muita coisa na prática. Essas descobertas são significativas apenas para relógios envolvidos em experimentos altamente precisos. Mas conseguir uma melhor compreensão de como essas peças funcionam, em teoria, nos ajuda a entender melhor o Universo ao nosso redor. E um dia, talvez possamos entender a natureza do tempo em si.

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