Afinal, o que é o espaço-tempo?
Você já parou para pensar no que é o espaço-tempo? Essa ideia, que parece coisa de filme de ficção científica, é na verdade o coração da teoria da relatividade de Albert Einstein e mudou completamente como a gente entende a realidade. Basicamente, é como se o espaço e o tempo não fossem coisas separadas, mas sim um tecido só, todo entrelaçado.
O coração da física moderna
Essas perguntas não são só papo de filósofo. Elas são super importantes para entender a física moderna e influenciam tudo, desde como a gente enxerga a relatividade geral até como imaginamos a viagem no tempo, os multiversos e até a nossa própria origem. Elas também nos ajudam a pensar sobre como o próprio espaço-tempo surgiu e sobre ideias malucas que o veem como a memória do universo. Mas a verdade é que a linguagem que usamos para falar de espaço-tempo é muitas vezes confusa, cheia de metáforas e bem inconsistente.
O filósofo Ludwig Wittgenstein já dizia que “a linguagem sai de férias”. E parece que na física, isso acontece bastante. Ao longo do último século, palavras que usamos no dia a dia, como “tempo”, “existir” e “atemporal”, foram usadas em contextos técnicos sem que a gente parasse para pensar na bagagem que elas trazem da fala comum. Isso gerou uma confusão danada sobre o que esses termos realmente significam.
O problema da linguagem
Na filosofia da física, especialmente numa ideia chamada eternalismo, a palavra “atemporal” é usada ao pé da letra. O eternalismo diz que o tempo não passa, não flui – que todos os eventos, de todo o tempo, são igualmente reais dentro de uma estrutura de quatro dimensões conhecida como “universo bloco“.
Segundo essa visão, toda a história do universo já está lá, atemporalmente, na estrutura do espaço-tempo. Nesse contexto, “atemporal” significa que o próprio universo não se desenrola ou muda de verdade. Não há vir a ser. Não há mudança. Existe apenas um bloco, e toda a eternidade existe atemporalmente dentro dele.
Mas isso nos leva a um problema ainda maior. Se tudo o que acontece ao longo da eternidade é igualmente real, e todos os eventos já estão lá, o que significa dizer que o espaço-tempo existe de verdade?
Um elefante na sala
Existe uma diferença fundamental entre existir e acontecer. Um é um modo de ser, o outro, de ocorrer.
Imagine que tem um elefante parado do seu lado. Você diria: “Esse elefante existe.” Você pode descrevê-lo como um objeto tridimensional, mas o importante é que ele é um “objeto tridimensional que existe.”
Agora, imagine um elefante puramente tridimensional que aparece na sala por um instante: um momento de corte transversal na vida de um elefante existente, aparecendo e desaparecendo como um fantasma. Esse elefante não existe de verdade no sentido comum. Ele acontece. Ele ocorre.
Um elefante que existe dura no tempo, e o espaço-tempo registra cada momento da sua existência como uma “linha de mundo” quadridimensional – o caminho de um objeto através do espaço e do tempo ao longo da sua existência. O “elefante que ocorre” imaginário é apenas uma fatia espacial desse tubo; um momento tridimensional.
Agora, aplique essa distinção ao próprio espaço-tempo. O que significa para o espaço-tempo quadridimensional existir no sentido em que o elefante existe? O espaço-tempo dura da mesma forma? O espaço-tempo tem seus próprios “momentos agora”? Ou o espaço-tempo – a coleção de todos os eventos que acontecem ao longo da eternidade – é apenas algo que ocorre? O espaço-tempo é simplesmente uma estrutura descritiva para relacionar esses eventos?
O eternalismo confunde essa distinção. Ele trata toda a eternidade – ou seja, todo o espaço-tempo – como uma estrutura existente, e considera a passagem do tempo uma ilusão. Mas essa ilusão é impossível se todo o espaço-tempo ocorre num piscar de olhos.
Para recuperar a ilusão de que o tempo passa dentro dessa estrutura, o espaço-tempo quadridimensional deve existir de uma maneira mais parecida com o elefante tridimensional existente – cuja existência é descrita pelo espaço-tempo quadridimensional.
Cada evento
Vamos levar essa ideia um passo adiante.
Se imaginarmos que cada evento ao longo da história do universo “existe” dentro do universo bloco, então podemos perguntar: quando o próprio bloco existe? Se ele não se desenrola ou muda, ele existe atemporalmente? Se sim, então estamos adicionando outra dimensão de tempo a algo que deveria ser atemporal no sentido literal.
Para entender isso, poderíamos construir uma estrutura de cinco dimensões, usando três dimensões espaciais e duas dimensões de tempo. O segundo eixo de tempo nos permitiria dizer que o espaço-tempo quadridimensional existe exatamente da mesma forma que normalmente pensamos em um elefante na sala como existindo dentro das três dimensões do espaço que nos cercam, cujos eventos catalogamos como espaço-tempo quadridimensional.
Neste ponto, estamos saindo da física estabelecida que descreve o espaço-tempo através de apenas quatro dimensões. Mas isso revela um problema profundo: não temos uma maneira coerente de falar sobre o que significa para o espaço-tempo existir sem acidentalmente trazer o tempo de volta através de uma dimensão adicional que não faz parte da física.
É como tentar descrever uma música que existe de uma vez só, sem ser tocada, ouvida ou se desenrolar.
Da física à ficção
Essa confusão molda como imaginamos o tempo na ficção e na ciência popular.
No filme de James Cameron de 1984, O Exterminador do Futuro, todos os eventos são tratados como fixos. A viagem no tempo é possível, mas a linha do tempo não pode ser alterada. Tudo já existe em um estado fixo e atemporal.
No quarto filme da franquia Vingadores, Vingadores: Ultimato (2019), a viagem no tempo permite que os personagens alterem eventos passados e reformulem a linha do tempo, sugerindo um universo bloco que existe e muda.
Essa mudança só pode ocorrer se a linha do tempo quadridimensional existir da mesma forma que nosso mundo tridimensional existe.
Mas, independentemente de tal mudança ser possível, ambos os cenários assumem que o passado e o futuro estão lá e prontos para serem visitados. No entanto, nenhum deles lida com o tipo de existência que isso implica, ou como o espaço-tempo difere de um mapa de eventos.
Entendendo a realidade
Quando os físicos dizem que o espaço-tempo “existe”, eles geralmente estão trabalhando dentro de uma estrutura que discretamente borrou a linha entre existência e ocorrência. O resultado é um modelo metafísico que, na melhor das hipóteses, carece de clareza e, na pior, obscurece a própria natureza da realidade.
Nada disso ameaça a teoria matemática da relatividade ou a ciência empírica que a confirma. As equações de Einstein ainda funcionam. Mas como interpretamos essas equações importa, especialmente quando isso molda como falamos sobre a realidade e como abordamos os problemas mais profundos da física.
Esses entendimentos incluem tentativas de reconciliar a relatividade geral com a teoria quântica – um desafio explorado tanto na filosofia quanto nas discussões da ciência popular.
Definir o espaço-tempo é mais do que um debate técnico – é sobre que tipo de mundo pensamos que estamos vivendo.
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