NOVA EQUAÇÃO DE ‘EINSTEIN’ SUGERE QUE BURACOS DE MINHOCA TEM A CHAVE PARA A GRAVIDADE QUÂNTICA.

ER = EPR resume as novas pistas para compreender o entrelaçamento e espaço-tempo.

Os buracos de minhoca, túneis através do tecido do espaço-tempo que se conectam locais muito distantes, são previstos pela teoria da relatividade geral de Einstein. Alguns físicos pensam que os buracos de minhoca poderia ligar buracos negros no espaço, possivelmente fornecendo uma pista para os mistérios do entrelaçamento quântico e como fundir a relatividade geral com a mecânica quântica. Stockernumber2 / Shutterstock

Os buracos de minhoca, túneis através do tecido do espaço-tempo que se conectam em locais muito distantes, são previstos pela teoria da relatividade geral de Einstein. Alguns físicos pensam que os buracos de minhoca poderiam ligar buracos negros no espaço, possivelmente fornecendo uma pista para os mistérios do entrelaçamento quântico e como fundir a relatividade geral com a mecânica quântica. Stockernumber2/Shutterstock

Há uma nova equação flutuando ao redor do mundo da física nos dias de hoje e que deixaria Einstein orgulhoso.

É muito fácil de lembrar: ER = EPR.

Você pode suspeitar que para fazer esta equação funcionar, P deve ser igual a 1. Mas os símbolos desta equação não são para números, e sim para nomes. E, você provavelmente adivinhou, E significa Einstein. R e P são as iniciais – para os colaboradores em dois dos papers mais intrigantes de Einstein. Combinado nesta equação, essas letras expressam um possível caminho para reconciliar a relatividade geral de Einstein com a mecânica quântica.
A mecânica quântica e a relatividade geral, são ambas teorias espetacularmente bem-sucedidas. Ambas prevê fenômenos bizarros que desafiam concepções tradicionais de realidade. No entanto, quando posto à prova, a natureza sempre esta conformidade com os requisitos de cada teoria. Uma vez que ambas as teorias descrevem a natureza tão bem, é difícil explicar por que elas já resistiram a todos os esforços para fundi-las matematicamente. De alguma forma, todo mundo acredita, elas devem se encaixam no final. Mas a natureza até agora tem mantido a forma de sua conexão em segredo.

ER = EPR, no entanto, sugere que a chave para a sua ligação pode ser encontrada nos túneis de espaço-tempo conhecidos como buracos negros. Estes túneis, implícitos pela teoria da relatividade geral de Einstein, seriam como atalhos sub-espaciais que ligam fisicamente locais distantes. Parece que esses túneis podem ser o “alter ego” da ligação misteriosa entre partículas subatômicas conhecidas como entrelaçamento quântico.

Durante os últimos 90 anos, ou mais, os físicos têm prosseguido com duas questões principais quântica separadamente: uma, como interpretar a matemática quântica para dar sentido a sua estranheza (como o emaranhamento), e dois, como se casar com a mecânica quântica e a gravidade. Acontece que, se ER = EPR estiver certa, ambas as perguntas têm a mesma resposta: esquisitice quântica só pode ser compreendida se você entender a sua ligação com a gravidade. Buracos de minhoca pode forjar essa ligação.

Buracos de minhoca são tecnicamente conhecidos como pontes Einstein-Rosen (a parte “ER” da equação). Nathan Rosen colaborou com Einstein em um artigo descrevendo-a em 1935. EPR refere-se a um outro paper que Einstein publicou com Rosen em 1935, juntamente com Boris Podolsky. É um articulado conjunto de enigmas paradoxais do entrelaçamento-quântico sobre a natureza da realidade. Durante décadas ninguém considerou seriamente a possibilidade de que os dois documentos tivessem um a ver com o outro. Mas em 2013, os físicos Juan Maldacena e Leonard Susskind propôs que, em certo sentido, buracos de minhoca e emaranhamento descrever a mesma coisa.

Em um artigo recente, Susskind expôs algumas das implicações desta realização. Entre elas: a compreensão da igualdade de buraco de minhoca e emaranhamento pode ser a chave para a fusão mecânica quântica e da relatividade geral, que os detalhes da fusão explicaria o mistério de emaranhamento, que o espaço-tempo em si poderia emergir do entrelaçamento quântico, e que as controvérsias sobre como interpretar mecânica quântica poderiam ser resolvidas no processo.
“ER = EPR nos diz que a rede imensamente complicada de subsistemas emaranhados que compreende o universo também é uma rede extremamente complicada (e tecnicamente complexa) de pontes Einstein-Rosen,” Susskind escreve. “Para mim, parece óbvio que se ER = EPR é verdade, que é um avanço muito grande, isso deve prejudicar as fundações e interpretação da mecânica quântica”.

O emaranhamento representa um dos maiores impedimentos para compreender a física quântica. Isso acontece, por exemplo, quando duas partículas são emitidas a partir de uma fonte comum. A descrição quântica de um par de partículas diz-lhe que as chances de que uma medição de uma das partículas (digamos, seu spin) vai dar um resultado específico (por exemplo, anti-horário). Mas uma vez que um membro do par foi medido, você imediatamente sabe o que resultado será quando você faz a mesma medida, pela outra, não importa o quão longe ele esteja. Einstein recusou-se a esta realização, insistindo que uma medição em um lugar não poderia afetar uma experiência distante (invocando a sua famosa condenação de “ação fantasmagórica à distância”). Mas muitas experiências atuais confirmaram o poder de emaranhamento para desafiar a preferência de Einstein. Mesmo que (como Einstein insistiu) nenhuma informação possa ser enviada instantaneamente de uma partícula para outra, um deles, no entanto, parece “saber” o que aconteceu com o seu parceiro entrelaçado.

Normalmente, os físicos falam de emaranhamento entre duas partículas. Mas isso é apenas o exemplo mais simples. Susskind salienta que os campos quânticos – o material que as partículas são feitas – também podem ser entrelaçados. “No vácuo de uma teoria quântica de campos os campos quânticos em regiões disjuntas de espaço estão entrelaçados”, escreve ele. Tem a ver com o bem conhecido (se bizarro) aparecimento de partículas “virtuais” que surgem constantemente dentro e fora da existência no vácuo. Estas partículas aparecem em pares, literalmente, do nada; sua origem comum garante que eles sejam entrelaçados. Em suas breves vidas que às vezes colidem com as partículas reais, que, em seguida, tornam-se emaranhadas.
Agora, suponha que Alice e Bob, universalmente reconhecidos como sendo os experimentadores quânticos mais capazes jamais imaginaram, começar a recolher estas partículas reais entrelaçadas no vácuo. Alice leva um membro de cada par e Bob o outro. Eles voam para longe separadamente para reinos distantes do espaço e, em seguida, cada esmagamento de suas partículas é tão denso que eles tornam-se buracos negros. Por causa do entrelaçamento dessas partículas começou com, Alice e Bob agora criaram dois buracos negros emaranhados. Se ER = EPR esta certo, um buraco de minhoca irá ligar esses buracos negros; emaranhamento, por conseguinte, pode ser descrito utilizando a geometria dos buracos negros. “Esta é uma reivindicação notável cujo impacto ainda tem de ser apreciado”, escreve Susskind.

Ainda mais notável, ele sugere, é a possibilidade de que duas partículas subatômicas emaranhadas estejam elas próprias de alguma forma ligadas por uma espécie de buraco de minhoca. Nisto, buracos de minhoca são contorções da geometria do espaço-tempo – descritos por equações gravitacionais de Einstein – identificando-os com o entrelaçamento quântico iria forjar uma ligação entre a gravidade e a mecânica quântica.

Em qualquer caso, estes desenvolvimentos certamente enfatizam a importância do emaranhamento para compreender a realidade. Em particular, ER = EPR ilumina os debates controversos sobre como a mecânica quântica deve ser interpretada. A sabedoria quântica padrão (a interpretação de Copenhagen) enfatiza o papel de um observador, que ao fazer uma medição “desmorona” múltiplas possibilidades quânticas em um resultado definitivo. Mas o concorrente Everett (ou “muitos mundos”) e sua interpretação diz que as múltiplas possibilidades ocorrem em todos – qualquer observador só pode experimentar apenas uma ramificação de cadeia consistente dos vários eventos possíveis.

Na imagem de Everett, o colapso da nuvem de possibilidades (a função de onda) nunca acontece. Interações (isto é, medições) só causa as interações das entidades que tornar-se emaranhadas. A realidade, então, torna-se “uma complicada rede de emaranhamentos”. Em princípio, todos os eventos de entrelaçamento poderiam ser invertidos, de modo que nada nunca realmente desmorona – ou pelo menos seria enganoso dizer que o colapso é irreversível. Ainda assim, o modo de exibição padrão do colapso irreversível funciona muito bem na prática. Nunca é viável desfazer a multiplicidade de interações complexas que ocorrem na vida real. Em outras palavras, Susskind diz, ER = EPR sugere que as duas visões da realidade quântica são “complementares”.

Susskind passa a explorar em detalhe técnico como funciona o emaranhamento com múltiplos participantes e descreve as implicações para considerar o entrelaçamento para ser equivalente a um buraco de minhoca. Isto significa, em última instância, que buracos de minhocas que não podem ser usado para enviar um sinal através do espaço mais rapidamente do que a luz. Alice e Bob não podem, por exemplo, enviar mensagens uns aos outros através do buraco de minhoca que liga os seus buracos negros. Se eles realmente querem falar, no entanto, eles poderiam saltar em seu buraco negro e se encontram no meio do caminho de buraco de minhoca. Essa reunião proporcionaria uma forte confirmação para a ideia de ER = EPR, embora Alice e Bob teriam problemas para obter o seu paper publicado.

Nesse meio tempo, um grande número de papers estão aparecendo sobre ER = EPR e outros trabalhos relacionados com a gravidade – a geometria do espaço-tempo – para o entrelaçamento quântico. Em um artigo recente, físicos ChunJun Cao, Sean M. Carroll e Spyridon Michalakis da Caltech fizeram uma tentativa de mostrar como o espaço-tempo pode ser “construído” a partir da vasta rede de entrelaçamento quântico no vácuo. “Neste trabalho, tomara as medidas para derivar a existência e as propriedades do próprio espaço a partir de uma descrição intrinsecamente quântica usando o emaranhamento”, escrevem eles. Eles mostram como as mudanças em “estados quânticos” – as descrições puramente quânticas da realidade – podem estar ligadas a mudanças na geometria do espaço-tempo. “Nesse sentido”, dizem eles, “a gravidade parece surgir da mecânica quântica de uma forma natural”.

Cao, Carroll e Michalakis reconhecem que a sua abordagem permanece, contendo pressupostos incompletos que precisam ser verificados mais tarde. “O que temos feito aqui é extremamente preliminar e conjectural,” Carroll escreveu em um post recente. “Não temos uma teoria cheia, e até mesmo o que temos envolve uma grande quantidade de especulação e não cálculos rigorosos o suficiente”.

No entanto, existe um consenso claro entre muitos físicos unificadores que um caminho para a mecânica quântica e gravidade esta aparentemente aberto. Se ele está no caminho certo, Carroll observa, em seguida, que verifica-se que nem tudo esta tão de difícil conseguir a gravidade da mecânica quântica –  e Susskind acredita que o caminho para a gravidade quântica é “automático”. – Através do buraco de minhoca – demonstra-se que a unidade das duas teorias é mais profunda do que os cientistas suspeitam. A implicação de ER = EPR, diz ele, é que “a mecânica quântica e gravidade são muito mais estreitamente relacionadas do que nós (ou pelo menos eu) tinha imaginado”.

Fonte: Science News

One thought on “NOVA EQUAÇÃO DE ‘EINSTEIN’ SUGERE QUE BURACOS DE MINHOCA TEM A CHAVE PARA A GRAVIDADE QUÂNTICA.

  1. texto péssimo, muito mal escrito. Infelizmente. Há várias partes confusas por erros na escrita, para assuntos complexos é preciso simplificar. Vocês precisam revisar os textos.

Deixe uma resposta

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s