O tecido quântico do espaço-tempo

Em uma série de três artigos, a revista científica “Quanta Magazine” publicou referente aos estudos de maior impacto científico na explicação de uma nova concepção que correlaciona a Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein com descrições importantes da Física Quântica, revelando o complexo modelo existencial do espaço-tempo.

Na atualidade o maior problema de incompatibilidade na compreensão do universo ainda se faz presente - a natureza fundamental do espaço-tempo - mesmo após cem anos da publicação da Teoria da Relatividade Geral elaborada pelo célebre físico Albert Einstein. Analogamente, a paisagem do espaço-tempo deformado conforme descrições na teoria de Einstein assemelha-se a pintura de Salvador Dalí (ininterrupta e geométrica); contudo, as partículas quânticas que ocupam esse espaço possuem maior semelhança com a arte de Georges Seurat (pontilhada e discreta). Fundamentalmente, partindo desta analogia, as duas descrições discordam em aspectos importantes, assim sendo, uma nova concepção ousada sugere que as correlações quânticas entre manchas de pintura surrealistas criam também o espaço tridimensional sobre uma série de pontos. Compartilhe no Facebook ou leia esse artigo no Campuseiro's Club

Ao unir as duas ideias propostas por Einstein em 1935, uma delas envolvendo o paradoxo EPR (nomeado para os seus autores, Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen) que ele chamou de "ação fantasmagórica à distância" entre as partículas quânticas (entrelaçamento quântico), e outra explicando como dois buracos negros poderiam ser conectados nos confins do espaço através de "buracos de minhoca", notou-se que são duas manifestações de pensamento referente a um mesmo ideal, sendo essa conexão subjacente a qual seria responsável pela formação da base de todo o espaço-tempo.

De acordo com Leonard Susskind, físico da Universidade de Stanford: “Sem essa interligação, todo o espaço seria "atomizado", isto é, redução de versos a uma unidade. Conforme Juan Maldacena, físico do Instituto de Estudos Avançados de Princeton: "em outras palavras, a estrutura sólida e confiável do espaço-tempo é devido as características espectrais de emaranhamento". Portanto, a união dessas duas ideias tem o potencial, inclusive, para tratar como a gravidade se encaixa com a mecânica quântica.

Se duas partículas quânticas estão entrelaçadas, tornam-se, com efeito, duas partes de uma única unidade. Para explicar esse fato, Maldacena utiliza um par de luvas como analogia: ao se deparar com a luva da mão direita na esquerda, ou vice versa, instantaneamente é possível identificar se trata de um destro ou um é canhoto, todavia, na versão quântica, ambas as luvas são a esquerda junto com a mão direita, até o momento em que se começa observar, ou seja, a luva da mão esquerda não se torna esquerda até que seja observado uma lateralidade.

As contribuições de Stephen Hawking foram significativas ao perceber que se uma partícula é sugada por um buraco negro, este se esgotaria levantando consigo o conteúdo de informação do material sugado. Porém as regras da mecânica quântica não admitem a destruição completa de informações, afinal, uma vez que nenhuma informação jamais poderia escapar de dentro de um buraco negro, as leis da física impedem os cientistas de testar empiricamente o que ocorre lá dentro.

De acordo com John Preskill, físico teórico do Instituto de Tecnologia da Califórnia, muitos físicos suspeitaram nos últimos anos haver uma profunda ligação entre o entrelaçamento quântico e o espaço relativo. Segundo ele, ao sondar geometria em escalas comparáveis com a escala de Planck, percebe-se que esta na verdade é outra coisa, uma coisa que surge de algo mais fundamental. "O emaranhamento é o tecido do espaço-tempo", disse Brian Swingle, pesquisador da Universidade de Stanford. Desse modo, para entender esse conceito é preciso antes pensar geometricamente sobre emaranhamento, já que é a forma como a informação é codificada entre o imenso número de interações do sistema. Ao pensar num sistema quântico com bilhões de átomos, os quais interagem uns com os outros de acordo com as equações quânticas, nessa escala a dificuldade parece aumentar exponencialmente com o número de partículas no sistema, de modo que uma abordagem de força bruta para cálculo simplesmente não funciona. Com Redes de Tensores é possível demonstrar como uma única estrutura geométrica pode emergir a partir de interações complexas entre muitos objetos.

Na década de 1970, o físico Jacob Bekenstein descreveu que a informação sobre o interior de um buraco negro é codificado na sua área de superfície bidimensional, em vez de dentro de seu volume tridimensional. Duas décadas depois, Leonard Susskind e Gerard Hooft estenderam esta noção a todo o universo, comparando-o a um holograma. Posteriormente, Mark Van Raamsdonk, físico teórico da Universidade de British Columbia, compara o conceito holográfico de um chip de computador bidimensional que contém o código para criar o mundo virtual tridimensional de um jogo de vídeo game, supondo que vivemos dentro desse espaço de jogo.

Para ilustrar como o espaço-tempo pode surgir a partir de emaranhamento quântico, a revista científica “Quanta Magazine” convidou Owen Cornec, analista de dados na John F. Kennedy School of Government da Universidade de Harvard, para compor uma apresentação interativa sobre o “tecido do espaço-tempo”. No desenvolvimento desta experiência interativa, Cornec utilizou a tecnologia WebGL para criar o ambiente tridimensional.

Autora: Heloisa C. Zanlorensi - Blog Da Terra Para As Estrelas

Fontes:
1º Artigo [24/04/2015]: Entangled Wormholes, publicado por K.C. Cole.
2º Artigo [28/04/2015]: Network Tapestry, publicado por Jennifer Ouellette.
3º Artigo [30/04/2015]: Quantum Geometry, publicado por Thomas Lin.
Apresentação interativa: tecido do espaço-tempo acessível AQUI.

Fonte: http://daterraparaasestrelas.blogspot.com/…/o-tecido-quanti…