Uma nova forma de ver o emaranhamento quântico e o espaço-tempo
Um dos aspectos mais estranhos da mecânica quântica é o emaranhamento. Duas partículas emaranhadas afetam umas às outras através de grandes distâncias - e isso parece violar um princípio fundamental da física chamado de localidade, que determina que coisas que acontecem em um determinado ponto no espaço só podem influenciar os pontos mais próximos à elas. Mas e se a localidade - o espaço em si - não forem tão fundamentais, afinal?
Quando a filósofa Jennan Ismael tinha 10 anos, seu pai, um professor da Universidade de Calgary nascido no Iraque, comprou um grande armário de madeira em um leilão. Vasculhando a nova mobília, ela encontrou um caleidoscópio antigo que a deixou fascinada no mesmo instante. Por horas e mais horas, ela fuçou no objeto para descobrir como funcionava. Quando você olha dentro de um caleidoscópio e vira o tubo, formas multicoloridas que parecem até mágicas começam a florescer, rodar e se mesclar, mudando de forma imprevisível, quase como se tivessem exercendo uma ação fantasmagórica à distância um do outro. Mas quanto mais você se maravilhar com eles, mais regularidade vai notar em seu movimento.
Formas em lados opostos de um campo visual em uníssono e pistas de simetria mostram o que realmente está acontecendo ali: essas formas não são objetos físicos, mas sim imagens de objetos - de cacos de vidro - que estão rodando dentro de um tubo espelhado. De acordo com a descrição de Jennan Ismael, há uma única gota de vidro que está sendo redundantemente representada em diferentes partes do espaço. No dispositivo deslumbrante, há um pedaço de vidro sendo refletido ao longo dos espelhos, e só. Se for visto por aquilo que ele realmente é, o caleidoscópio não é tão misterioso, embora ainda seja bastante impressionante.
Décadas mais tarde, enquanto preparava uma palestra sobre física quântica, Jennan Ismael pensou no caleidoscópio e saiu para comprar um novo. Aquilo era, ela percebeu, uma metáfora para a não localidade na física. Talvez partículas em um experimento de emaranhamento ou galáxias cons confins do espaço conhecido sejam na verdade projeções - ou, de alguma outra forma, criações secundárias - de objetos existentes em um reino muito diferente.
Segundo Jennan, no caso do caleidoscópio, sabemos o que temos que fazer: temos de ver todo o sistema. Temos que ver como o espaço de imagem é criado. Como podemos construir um análogo disso para efeitos quânticos? Isso significaria ver o espaço como o conhecemos - espaço em que todos os dias vemos eventos de medição localizados em diferentes partes - como uma estrutura emergente. Talvez, quando estivermos olhando para duas partes, estaremos vendo o mesmo evento.
Jennan e outros pesquisadores questionam a suposição de que o espaço é o nível mais profundo da realidade física. Hoje sabemos que o Universo tem mais do que as coisas situadas no espaço. Fenômenos não tem limites. Eles sugerem um nível de realidade mais profunda do que o espaço, onde o conceito de distância deixa de ser aplicável, onda as coisas que parecem estar distantes estão realmente nas proximidades, ou talvez sejam a mesma coisa que se manifesta em mais de um lugar, como várias imagens de um caco de vidro único de um caleidoscópio.
Quando pensamos nestes termos, as conexões entre partículas subatômicas através de uma bancada de laboratório, entre o interior e o exterior de um buraco negro, e entre os lados opostos do Universo não parecem mais tão assustadores. A ideia de um nível mais profundo parece natural, porque, afinal, é o que os físicos têm procurado desde sempre. Quão misterioso é, por exemplo, o fato de que a água líquida pode ferver ou congelar? No entanto, essas transformações fazem perfeito sentido se os estados líquido, sólido e gasoso não são matérias elementares, mas formas distintas de uma única substância fundamental.
Em massa, os blocos de construção da matéria adquirem propriedades que, individualmente, eles não têm. Da mesma forma, o espaço pode ser construído de peças que não são elas próprias se vistas de maneira isolada. Essas peças também podem ser desmontadas e remontadas em estruturas não espaciais, tais como buracos negros e o Big Bang. De acordo com o teórico Nima Arkani-Hamed, o espaço-tempo não pode ser fundamental. Ele tem que sair de algo mais básico. Este pensamento pode mudar completamente a física.
Normalmente, nós assumimos que blocos de construção devem ser menores do que as coisas que você constrói a partir deles, certo? Quando se trata de espaço, porém, não pode haver algo "menor", porque o próprio tamanho é um conceito espacial. Os blocos de construção não podem presumir espaço para que possam explicar isso. Eles não devem ter nem tamanho nem a localização. Eles estão por toda a parte, abrangem todo o Universo, são impossíveis de se destacar.
Isso significa que as coisas não tem posição? Onde elas estariam então? Para Einstein, talvez nós devêssemos desistir do espaço-tempo. Pois não é inimaginável que o ser humano algum dia encontre métodos que tornarão possível prosseguir ao longo de tal raciocínio. John Wheeler, o renomado teórico da gravidade, especulou que o espaço-tempo é construído a partir de uma "pré-geometria", mas admitiu que isso não era nada além de uma especulação. Será que nós chegamos numa época em que podemos finalmente ter respostas?
Fonte: HypeScience
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