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Física quântica emerge na fronteira entre múltiplos universos

Física quântica emerge na fronteira entre múltiplos universos
E, se essas teorias tiverem um fundamento na realidade, será que existirão vidas em outros universos?[Imagem: MIT]

Teoria dos muitos mundos

Um experimento recente, que parece mostrar que a função de onda é real, está mexendo com a nossa concepção filosófica da realidade.

Seguindo o caminho das partículas subatômicas até as entidades cosmológicas - lembre-se da busca pela unificação da mecânica quântica com a relatividade -, uma das possibilidades dentre aquelas que têm sido levadas a sério pelos físicos está a existência de universos paralelos, ou multiversos.

Agora, um trio australiano está propondo não apenas que os universos paralelos realmente existem e que interagem uns com os outros, mas também que essa interação pode explicar os fenômenos aparentemente bizarros da mecânica quântica - de quebra, a função de onda, há pouca considerada realidade objetiva por seus colegas, é simplesmente descartada.

"A ideia de universos paralelos na mecânica quântica tem sido aventada desde 1957," explica o professor Howard Wiseman, da Universidade de Griffith, referindo à formulação original da ideia por Hugh Everett.

"Na conhecida interpretação dos 'Muitos Mundos', cada universo ramifica em um monte de novos universos cada vez que uma medição quântica é feita. Todas as possibilidades são então tornadas realidade - em alguns universos o asteroide matador de dinossauro acerta a Terra. Em outros, a Austrália foi colonizada pelos portugueses.

"Mas os críticos questionam a realidade desses outros universos, uma vez que eles não influenciariam o nosso universo em nada. Esta nova abordagem, que chamamos de 'Muitos Mundos em Interação', é completamente diferente, como o próprio nome indica," completa ele.

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Outros físicos já haviam proposto que vazamentos de energia inter-universos podem revelar os mundos paralelos. [Imagem: Peiris et al.]

Muitos Mundos em Interação

O professor Wiseman e seus colegas propõem que:

  • o universo no qual vivemos é apenas um de um número gigantesco de mundos. Alguns são quase idênticos ao nosso, mas a maioria é muito diferente;
  • todos esses mundos são igualmente reais, existindo continuamente ao longo do tempo, e todos possuem propriedades definidas com precisão;
  • todos os fenômenos quânticos emergem a partir de uma força universal de repulsão entre os mundos 'próximos' (ou seja, semelhantes), o que tende a torná-los mais desiguais.

Ele afirma que a teoria dos "Muitos Mundos Interagentes" pode até mesmo criar a possibilidade extraordinária de testar a existência de outros mundos: "A beleza da nossa abordagem é que, se houver apenas um mundo, a nossa teoria se reduz à mecânica newtoniana, enquanto que, se houver um número gigantesco de mundos, nossa teoria irá reproduzir a mecânica quântica."

A teoria quântica poderia então ser entendida como o limite contínuo de uma teoria mecânica vigorando em um número enorme, mas finito, de mundos clássicos, e os efeitos quânticos decorreriam exclusivamente de uma interação universal entre esses mundos, sem referência a qualquer função de onda.

Física quântica emerge na fronteira entre múltiplos universos
O desaparecimento repentino de nêutrons, que não pode ser explicado pela física atual, pode ser o sinal da existência de um universo espelho do nosso. [Imagem: Andrey Prokhorov/Site Inovação Tecnológica]

Universos e mundos

O que o grupo chama de "mundo" é um universo inteiro, com propriedades bem definidas, determinadas pela configuração clássica das suas partículas e campos.

Isso, claro, compromete o conceito tradicional de Universo como compreendendo "tudo". Essa questão aparentemente semântica começa então a ganhar significado prático: para manter o Universo como o "todo", a equipe chama seus "universos individuais" de mundos.

"Em nossa abordagem, cada mundo evolui de forma determinística, as probabilidades surgem devido à ignorância a respeito de qual mundo um determinado observador ocupa, e argumentamos que, no limite de um número infinito de mundos a função de onda pode ser recuperada (como um objeto secundário) a partir do movimento desses mundos.

Física quântica emerge na fronteira entre múltiplos universos
Quatro maneiras para você observar o Multiverso. [Imagem: S. J. Weber et al./Nature]

Algo novo

"Nós introduzimos um modelo simples dessa abordagem de muitos mundos interagindo e mostramos que ele pode reproduzir alguns fenômenos quânticos genéricos - como o teorema de Ehrenfest, o tunelamento, pacotes de onda se espalhando e a energia do ponto zero - como consequência direta da repulsão mútua entre mundos," complementa Wiseman.

Usando simulações numéricas, o grupo demonstra que seu arcabouço teórico pode ser utilizado para calcular estados quânticos fundamentais, sendo capaz de reproduzir, pelo menos qualitativamente, o fenômeno de interferência da dupla fenda, o experimento clássico para demonstrar a dualidade partícula/onda.

"Entrementes, nossa teoria prediz algo novo que não é nem a teoria de Newton, nem a teoria quântica. Nós acreditamos também que, fornecendo um novo quadro mental dos efeitos quânticos, ela será útil para o planejamento de experimentos para testar e explorar os fenômenos quânticos," finaliza Wiseman.

Bibliografia:

Quantum Phenomena Modeled by Interactions between Many Classical Worlds
Michael J. W. Hall, Dirk-André Deckert, Howard M. Wiseman
Physical Review X
Vol.: 4, 041013
DOI: 10.1103/PhysRevX.4.041013




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