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O fluxo de tempo entre o passado e o futuro é uma característica que determina como vivenciamos o mundo. Mas a forma como este fenómeno, conhecido como a seta do tempo, surge das interações microscópicas entre partículas e células, é um mistério.
Mistério esse que os investigadores da CUNY Graduate Center Initiative for the Theoretical Sciences (ITS) estão a ajudar a desvendar, com a publicação de um novo estudo na revista Physical Review Letters. Os resultados podem fazer a diferença numa variedade de setores, incluindo física, neurociência e biologia.
A seta do tempo surge da segunda lei da termodinâmica: o princípio de que os arranjos microscópicos dos sistemas físicos tendem a aumentar na aleatoriedade, passando da ordem para a desordem, realça a Phys Org.
Quanto mais desordenado um sistema se tornar, mais difícil é para ele encontrar o seu caminho de volta a um estado ordenado, e mais forte é a seta do tempo.
Deste modo, a tendência do universo para a desordem é a razão fundamental pela qual sentimos o tempo a fluir numa direção.
“As duas questões que a nossa equipa tinha eram, se olhássemos para um determinado sistema, seríamos capazes de quantificar a força da sua seta do tempo, e seríamos capazes de determinar como ela emerge da microescala, onde as células e os neurónios interagem, para todo o sistema?” questionou Christopher Lynn, autor principal do estudo.
“As nossas descobertas deram o primeiro passo para compreender como a seta do tempo que sentimos no dia-a-dia emerge destes detalhes microscópicos”, admite.
Para começar a responder a estas perguntas, os investigadores analisaram como a seta do tempo poderia ser decomposta, observando partes específicas de um sistema, bem como as suas interações.
As partes, por exemplo, poderiam ser os neurónios que funcionam dentro de uma retina. Olhando para um único momento, mostraram que a flecha do tempo pode ser decomposta em peças diferentes: as produzidas por peças que trabalham individualmente, em pares, em três ou em configurações mais complicadas.
Para testar a decomposição da seta do tempo, os investigadores analisaram a resposta dos neurónios numa retina de salamandra a diferentes filmes.
Num filme, um único objeto movia-se aleatoriamente através do ecrã, enquanto outro retratava toda a complexidade das cenas encontradas na natureza.
Em ambos os filmes, os investigadores descobriram que a seta do tempo emergiu das simples interações entre pares de neurónios — não grupos grandes e complicados.
Surpreendentemente, a equipa também observou que a retina mostrava uma seta do tempo mais forte, quando observava um movimento aleatório.
Lynn acredita que esta última descoberta levanta questões sobre como a nossa perceção interna da seta do tempo se alinha com o mundo externo.
“Estes resultados podem ser de particular interesse para os investigadores em neurociência”, afirma Lynn. “Podem, por exemplo, ter a respostas sobre se a seta do tempo funciona de forma diferente nos cérebros neuroatípicos“.
