{"id":25630,"date":"2025-02-27T15:19:42","date_gmt":"2025-02-27T18:19:42","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/?p=25630"},"modified":"2025-02-27T15:19:43","modified_gmt":"2025-02-27T18:19:43","slug":"brasileiros-buscam-solucionar-questao-do-espaco-tempo-deixada-em-aberto-por-einstein","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/brasileiros-buscam-solucionar-questao-do-espaco-tempo-deixada-em-aberto-por-einstein\/","title":{"rendered":"Brasileiros buscam solucionar quest\u00e3o do espa\u00e7o-tempo deixada em aberto por Einstein"},"content":{"rendered":"\n

F\u00edsicos brasileiros est\u00e3o fomentando uma discuss\u00e3o na comunidade cient\u00edfica sobre a rela\u00e7\u00e3o entre termodin\u00e2mica, relatividade geral e mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, uma quest\u00e3o em aberto desde o surgimento da Teoria da Relatividade, de Albert Einstein. Um estudo recente desenvolvido por pesquisadores do Brasil prop\u00f5e uma nova perspectiva para essa complexa interse\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Lucas C\u00e9leri, da Universidade Federal de Goi\u00e1s (UFG), Marcos Basso, da Universidade Federal do ABC (UFABC) e Jonas Maziero, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), publicaram no \u00faltimo dia 6 de fevereiro de 2025, na revista Physical Review Letters, o artigo \u201cQuantum Detailed Fluctuation Theorem in Curved Spacetimes: The Observer Dependent Nature of Entropy Production<\/a>\u201d. O trabalho apresenta um teorema que descreve como a curvatura do espa\u00e7o-tempo pode influenciar a produ\u00e7\u00e3o de entropia em sistemas qu\u00e2nticos, dependendo do ponto de vista do observador.<\/p>\n\n\n\n

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Marcos Basso.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Jonas Maziero.<\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n

A pesquisa utiliza o conceito de teoremas de flutua\u00e7\u00e3o, que t\u00eam sido aplicados para compreender processos termodin\u00e2micos em escala qu\u00e2ntica. Esses teoremas descrevem as varia\u00e7\u00f5es na entropia, uma vez que elapode aumentar em um sistema qu\u00e2ntico sem que haja troca de energia com o ambiente. O diferencial deste estudo foi considerar a influ\u00eancia da gravidade, conforme descrita pela relatividade geral.<\/p>\n\n\n\n

“O teorema de flutua\u00e7\u00e3o, ele fundamentalmente quantifica – falando de maneira mais simples – o qu\u00e3o dif\u00edcil \u00e9 para a gente distinguir o processo que est\u00e1 ocorrendo na dire\u00e7\u00e3o futura do tempo do processo que est\u00e1 ocorrendo na dire\u00e7\u00e3o reversa do tempo. Ou seja, ele quantifica o quanto a gente quebra a simetria de revers\u00e3o temporal”, explica C\u00e9leri, em entrevista ao Boletim SBF<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Para investigar essa rela\u00e7\u00e3o, foramempregadas as chamadas coordenadas normais de Fermi, que permitem estudar o comportamento de um sistema qu\u00e2nticolocalizado, levando em conta as distor\u00e7\u00f5es no espa\u00e7o-tempo causadas pela gravidade.<\/p>\n\n\n\n

O Observador e a Entropia<\/h2>\n\n\n\n

O estudo revela que a produ\u00e7\u00e3o de entropia depende n\u00e3o apenas da estrutura do sistema e dos processos que com ele ocorrem, mas tamb\u00e9m da estrutura do campo gravitacional como percebida pelo observador. A perspectiva individual, ao observar o sistema, influencia os resultados devido \u00e0s varia\u00e7\u00f5es na curvatura do espa\u00e7o-tempo.<\/p>\n\n\n

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Essa constata\u00e7\u00e3o sugere uma conex\u00e3o entre a seta do tempo \u2013 a dire\u00e7\u00e3o percebida da passagem do tempo \u2013 e a estrutura causal do universo. A seta do tempo, descrita pela termodin\u00e2mica, aponta dos estados de menor entropia para os de maior entropia e, segundo o artigo, conecta-se \u00e0 orientabilidade temporal definida pela estrutura do espa\u00e7o-tempo.<\/p>\n\n\n\n

“O tempo, como Einstein dizia, \u00e9 aquilo que voc\u00ea mede no seu rel\u00f3gio, tem que estar com voc\u00ea”, comenta C\u00e9leri. “Se isso \u00e9 assim, ent\u00e3o a entropia, a quantidade de irreversibilidade que o sistema vai apresentar, tem que depender do observador.\u201d<\/p>\n\n\n\n

O cientista goiano lembra que esse problema come\u00e7ou com Albert Einstein assim que ele formulou a Relatividade Especial junto com Max Planck, buscando construir uma teoria termodin\u00e2mica levando em conta a relatividade.<\/p>\n\n\n\n

\u201cAt\u00e9 hoje, esse problema n\u00e3o est\u00e1 resolvido. Tem um debate gigantesco. Este trabalho lan\u00e7a uma nova perspectiva sobre a quest\u00e3o. S\u00f3 que isso \u00e9 um debate na literatura. Tem gente que acha que \u00e9, tem gente que acha que n\u00e3o \u00e9. O que fizemos foi mostrar matematicamente que isso \u00e9 assim. E a\u00ed n\u00e3o tem interpreta\u00e7\u00e3o, porque a conta \u00e9 a conta. Checamos as contas, os referentes checaram as contas, ent\u00e3o as contas est\u00e3o corretas ao que tudo indica e a\u00ed n\u00e3o tem o que fazer.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Para ilustrar o teorema, os pesquisadores analisaram o comportamento de um oscilador harm\u00f4nico qu\u00e2ntico \u2013 um modelo te\u00f3rico que representa um sistema oscilante \u2013 em um universo em expans\u00e3o. O estudo demonstrou que a expans\u00e3o c\u00f3smica, ao alterar a curvatura do espa\u00e7o-tempo, influencia diretamente a produ\u00e7\u00e3o de entropia.<\/p>\n\n\n\n

Essa an\u00e1lise refor\u00e7a a ideia de que a produ\u00e7\u00e3o de entropia n\u00e3o \u00e9 universal, mas sim dependente do observador e da curvatura do espa\u00e7o-tempo que ele percebe. \u201cCada classe de observador vai ver coisas diferentes\u201d, destaca o pesquisador. \u201cO quanto de entropia vai ser produzido depende do quanto de curvatura que o observador viu com respeito ao sistema.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Pesquisas Futuras<\/h2>\n\n\n\n

A descoberta oferece uma nova perspectiva para investigar processos qu\u00e2nticos em cen\u00e1rios de intensa gravidade, como nas proximidades de buracos negros ou na expans\u00e3o c\u00f3smica. Al\u00e9m disso, o estudo destaca que a produ\u00e7\u00e3o de entropia, essencial para o entendimento de processos irrevers\u00edveis, pode variar conforme o observador e sua trajet\u00f3ria.<\/p>\n\n\n\n

Os pr\u00f3ximos passos, conforme o artigo, incluem avaliar como essas descobertas podem impactar o desenvolvimento de tecnologias qu\u00e2nticas, como comunica\u00e7\u00e3o e computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica. A compreens\u00e3o da influ\u00eancia da curvatura do espa\u00e7o-tempo na din\u00e2mica dos sistemas qu\u00e2nticos pode abrir novos caminhos para essas tecnologias.<\/p>\n\n\n\n

\u201cO qu\u00e3o importante \u00e9 esse resultado? Bom, eu gosto muito dele porque ele diz uma coisa fundamental para mim. Ele fala sobre a natureza do tempo, que \u00e9 uma coisa que eu gosto muito e que me interessa muito. Agora, quem vai dizer se isso \u00e9 importante ou n\u00e3o, s\u00e3o os desenvolvimentos que v\u00e3o aparecer e a comunidade cient\u00edfica internacional que vai olhar e vai ver, olha, isso realmente \u00e9 importante\u201d, conclui C\u00e9leri.<\/p>\n\n\n\n

(Colaborou Roger Marzochi)<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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