O Conceito de Tempo na Física

         O tempo continua tendo mistérios para a humanidade e ainda é assunto de debate entre os filósofos e entre os cientistas.
        A dificuldade de Santo Agostinho e tantos outros filósofos para definir o tempo, na verdade, também existe na definição do espaço, pois ambos são conceitos adquiridos por vivência, e que em ciência são identificados como conceitos primitivos. Na ciência a aceitação de um conceito primitivo o torna real. Assim, embora sem definir o tempo em poucas palavras, a ciência moderna identifica as suas características e realiza medidas relativas ao tempo.
        A ciência tem se preocupado com várias indagações sobre o tempo, algumas que são feitas também pelos filósofos: se o tempo é absoluto, se é finito ou infinito, por que ocorre somente numa direção, e até se seria possível "viajar" no tempo.
Neste texto, pretende-se abordar um pouco do conceito de tempo nas ciências físicas, que se não responde a todas estas perguntas com a devida profundidade e clareza, dá uma idéia de como algumas destas questões têm sido tratadas nas ciências físicas.

        O tempo na mecânica newtoniana é absoluto e uniforme. Entendendo-se por absoluto o fato de existir independentemente da matéria e do espaço, e uniforme porque em qualquer "ocasião'', ele transcorre da mesma forma, não evoluindo "mais depressa'' ou "mais devagar'' em função da região do espaço, ou da presença de matéria, do fenômeno físico que ocorra, ou de qualquer outra circunstância.
        Nas palavras de Newton: "o tempo absoluto, verdadeiro e matemático, por si mesmo e por sua própria natureza flui igualmente sem relação com nada de externo, e com outro nome, é chamado de duração''.
        O tempo é absoluto também no sentido que dois eventos simultâneos, ou seja, que ocorrem no mesmo instante para um observador o serão para qualquer outro observador inercial, ou seja independente do movimento de velocidade relativa constante de um em relação ao outro.
         Por outro lado uma teoria que adota o espaço e tempo absolutos, como é o caso da mecânica clássica, é determinística, o que significa que conhecidas as condições físicas do sistema por ela descrito em um dado instante, é possível conhecer exatamente o seu comportamento no futuro. Nisso residiu, em grande parte, o sucesso da mecância newtoniana.
        Entretanto, dependendo das velocidades envolvidas no movimento, e das dimensões reais do corpo que se movimenta, os conceitos de tempo ( e de espaço) não são exatamente como os que discutimos acima.

        Na teoria de Eisntein, que descreve fenômenos de partículas com velocidades próximas à da luz, a grande mudança que aparece em decorrência do princípio da constância do módulo da velocidade da luz, para quaisquer referenciais em movimento de velocidade relativa constante, é o conceito de tempo. Os instantes em que ocorrem os eventos e os intervalos de tempo que estes eventos duram, deixam de ser independentes do referencial inercial que os observa, passando a depender da coordenada paralela à velocidade onde o evento ocorre. Este é fato nada intuitivo para quem, como nós, não têm vivência com velocidades próximas à da luz.
        Vamos dar um exemplo. Se duas bombas idênticas em repouso relativo são acionadas simultaneamente, estes eventos, o acionar de cada uma das bombas, não são simultâneos para observadores que se movem com velocidade constante paralelamente à direção definida pelas posições das bombas. Por outro lado, o intervalo de tempo entre o acionar a bomba e o explodir delas, é sempre maior no referencial em movimento em relação às bombas. Em outras palavras, o intervalo de tempo no referencial de repouso de um evento (tempo próprio), é sempre menor que o medido no referencial que se move em relação ao evento, paralelamente à eles.
        O transcorrer do tempo não se altera para eventos que ocorram na mesma coordenada na direção paralela à velocidade relativa. Assim, se um observador tem velocidade em relação às bombas, porém perpendicular à linha que as une, ou seja, as componentes das posições das bombas na direção da velocidade relativa é a mesma, não haveria este efeito de quebra de simultaneidade no acionar das bombas, e nem a dilatação temporal no intervalo de tempo entre o acionar e o estourar a bomba.
        Estes efeitos de quebra da simultaneidade e dilatação temporal são muito pequenos, e portanto desprezíveis quando o movimento dos eventos tratados são muito menores que a velocidade da luz. No que segue sobre discussão de medidas de intervalos de tempo nos restringiremos às condições de baixas velocidades, e trabalharemos como se o transcorrer do tempo independesse do movimento do observador. Porém, é preciso ter em mente que conceitualmente isto não é correto.
        Ainda em relação às características do tempo, cabe a discussão se ele é cíclico ou não cíclico. Há uma teoria atual que propõe que o Universo é fechado no sentido que ele passa por ciclos de expansão e contração que se repetem. Não se poderia dizer, com o conhecimento de hoje, quantos ciclos precederam a este que conhecemos, que é um ciclo de expansão. Dentro desta visão de Universo, ele passará no futuro, como já ocorreu no passado, por uma contração. Esta teoria tem um aspecto cíclico no tempo, no sentido que os acontecimentos fundamentais no universo ocorrem ciclicamente.
Já pela teoria do Universo aberto ele se expandiria eternamente, e o tempo de existência da matéria e de tudo que há nele seria finito.