Uma equipe de físicos japoneses apresentou o que foi descrito pela revista Nature, como a "mais clara evidência até agora, de que o nosso universo é um holograma".
Certamente muito já foi dito sobre a ideia de que o universo é um holograma. Em 1997, o físico teórico Juan Maldacena propôs que um audacioso modelo, um universo no qual a gravidade resulta de cordas infinitesimalmente finas que vibram, podia ser reinterpretado nos termos da nossa conhecida e bem estabelecida física clássica.
O matematicamente intrincado mundo das cordas, às quais existem em nove dimensões do espaço e uma do tempo, seria meramente um holograma: a real ação aconteceria num cosmos mais simples e mais chato onde não há gravidade.
A ideia de Maldacena empolgou pesquisadores porque oferecia uma maneira de colocar a popular, mas ainda desprovida de evidências, teoria das cordas num caminho sólido – e porque resolvia aparentes inconsistências entre a física quântica e a teoria gravitacional do Einstein.
A ideia forneceu aos físicos uma pedra fundamental matemática, uma “dualidade” que permitia a eles traduzirem entre as duas linguagens e resolver problemas em um modelo que pareciam intratáveis no outro e vice-versa. Mas apesar da ideia ser válida, uma evidência mais rigorosa ainda faltava.
Uma nova pesquisa pode ajudar a reconciliar um dos problemas mais antigos da física moderna: as aparentes inconsistências entre os diferentes modelos de universo, como explicado pela física quântica e teoria da gravidade de Einstein.
Em um buraco negro, a teoria da gravidade de Albert Einstein aparentemente se choca com a física quântica, mas que o conflito poderia ser resolvido se o Universo fosse uma projeção holográfica.
Essa pesquisa científica é a conclusão de anos de trabalho liderado por Yoshifumi Hyakutake, da Universidade de Ibaraki, no Japão, lidando com cálculos hipotéticos das energias dos buracos negros em diferentes universos.
De acordo com uma interessante matéria publicada pela Scientific American, essa equipe de físicos acaba de apresentar evidências claras de que o nosso universo poderia ser apenas uma enorme projeção holográfica.
A ideia do universo existente como um "holograma" não se refere a uma ilusão da Matrix, mas a teoria de que as três dimensões que percebemos são na verdade apenas "pintadas" sobre o horizonte cosmológico - a fronteira do universo conhecido.
Se isso soa paradoxal, tente imaginar uma imagem holográfica que muda conforme você a move. Embora a imagem seja bidimensional, o fato de observá-la de diferentes locais cria a ilusão de que é 3D.
A teoria de que o cosmos seria um holograma surgiu no final da década de 90, quando Juan Maldacena propôs um modelo no qual a gravidade seria proveniente de cordas vibrantes de espessuras infinitesimais.
Apesar de parecer pura maluquice, a teoria de Maldacena de que o universo seria um holograma permitiu solucionar algumas inconsistências entre a física quântica e a teoria da gravidade de Einstein — já que, quando consideramos um buraco negro, as duas teorias entram em conflito —, além de oferecer uma base sólida para a teoria das cordas.
Simulações
No entanto, o modelo nunca foi comprovado rigorosamente, e acabou sendo deixado de lado. Até agora.
Segundo a matéria, físicos da Universidade Ibaraki, no Japão, apresentaram evidências efetivas de que a hipótese de Maldacena pode estar correta.
Primeiro os físicos computaram a energia interna de um buraco negro, a posição exata de seus limites com relação ao resto do Universo — conhecidos como horizonte — e sua entropia.
Além disso, os físicos também computaram outras propriedades, baseadas nas previsões da teoria das cordas, assim como na ação de partículas virtuais, que continuamente aparecem e desaparecem do sistema.
Depois, eles calcularam a energia interna correspondente ao cosmos plano e sem gravidade, descobrindo que os cálculos referentes aos dois universos diferentes apresentam resultados semelhantes.
Diferentes mas iguais
A descoberta é bem interessante, pois permite testar várias ideias da gravitação quântica e da teoria das cordas.
Nenhum dos dois universos explorados pelos japoneses se parece ao nosso, já que o cosmos com o buraco negro conta com dez dimensões, sendo que oito delas formam uma esfera de oito dimensões.
O outro cosmos tem apenas uma única dimensão, e suas partículas se organizam de forma que parecem molas conectadas umas às outras.
Os cálculos apontam que a teoria das cordas — com suas 10 dimensões — permite fazer as mesmas previsões que a teoria da física quântica padrão em menos dimensões.
Assim, apesar de serem tão diferentes, esses dois cosmos são numericamente idênticos, o que significa que um dia talvez seja possível explicar as propriedades gravitacionais do nosso próprio universo, utilizando para isso um modelo mais simples no que se refere à física quântica.
Mudança de condições
As descobertas “são uma maneira interessante de testar muitas ideias da gravidade quântica e da teoria das cordas”, diz Maldacena (que atualmente está no Instituto de Estudos Avançados em Princeton, Nova Jersey, e que não contribuiu para o trabalho da equipe).
Os artigos, aponta ele, são a culminação de uma série de trabalhos produzidos pela equipe japonesa nos últimos anos. “Toda a sequência de artigos é muito boa porque testa a natureza dupla dos universos em condições onde não existem testes analíticos”.
“Eles confirmaram numericamente, talvez pela primeira vez, algo que tínhamos bastante certeza de ser verdade, mas que ainda era uma conjectura: que a termodinâmica de certos buracos negros pode ser reproduzida a partir de um Universo com menos dimensões”, explica Leonard Susskind, físico teórico da Stanford University na Califórnia que foi um dos primeiros teóricos a explorar a ideia de universos holográficos.
Mas Maldacena aponta que nenhum dos modelos de universo explorados pela equipe japonesa se parece com o nosso. O Cosmo com um buraco negro tem dez dimensões, e oito delas formam uma esfera octodimensional. O universo sem gravidade tem uma única dimensão, e sua vastidão de partículas quânticas se parece com um grupo de molas idealizadas, ou osciladores harmônicos, ligados uns aos outros.
De qualquer forma, de acordo com Maldacena, a prova numérica de que esses dois mundos aparentemente distintos são na verdade idênticos traz esperança de que as propriedades gravitacionais de nosso Universo possam um dia ser explicadas por um Cosmo mais simples puramente em termos de teoria quântica.
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