Qualquer compreensão da irreversibilidade da flecha do tempo deve levar em conta a natureza quântica do mundo que nos rodeia. O é o principal resultado do trabalho realizado por Vincenzo Alba e Pasquale Calabrese da Escola Internacional de Estudos Avançados (SISSA) de Trieste, publicado recentemente no jornal Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS )

De acordo com uma das principais leis da termodinâmica, a entropia de um sistema tende a aumentar com o tempo até que o equilíbrio seja alcançado. Isso explica a irreversibilidade do fluxo do tempo para fenômenos macroscópicos. Desde o início do século passado, os físicos têm lidado com o dilema de reconciliar as leis da termodinâmica com as leis microscópicas da natureza, que não têm direção temporal privilegiada. O problema se torna conceitualmente mais difícil dentro do contexto da mecânica quântica, em que um sistema isolado puro com entropia zero permanecerá assim para sempre, mesmo que não esteja em equilíbrio termodinâmico.

O trabalho de Alba e Calabrese ilumina como essa perspectiva, apesar de estar substancialmente correto, realmente não consegue explicar o problema. Em particular, os autores mostraram que qualquer ponto único em um sistema quântico estendido que está longe do equilíbrio na verdade tem entropia que aumenta com o tempo, exatamente como na termodinâmica. A origem dessa entropia está no emaranhamento entre a parte que estamos olhando e o resto do sistema. Emaranhamento é uma correlação peculiar que existe apenas na mecânica quântica na qual pares ou grupos de partículas interagem de maneira tal que nenhuma partícula pode ser descrita independentemente das outras.