Física quântica emerge na fronteira entre múltiplos universos

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 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.

Muitos Mundos em Interação

Física quântica emerge na fronteira entre múltiplos universosO 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.
Outros físicos já haviam proposto que vazamentos de energia inter-universos podem revelar os mundos paralelos. [Imagem: Peiris et al.]

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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