O 'Ponto Frio' pode ser a prova de que nosso universo é apenas um entre uma infinidade de outros universos do género bolhas de sabão.
Em 1964, os físicos Arno Penzias e Robert Wilson estavam
trabalhando no Bell Labs em Holmdel, New Jersey, configurando recetores de
micro-ondas ultrassensíveis para observações de radioastronomia.
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Photo//Universo Raciolista |
Teoria do universo-espelho escondido no espaço-tempo
Não importava o que os dois fizessem, eles não conseguiam
livrar os recetores do ruído de fundo do rádio que, intrigantemente, parecia
vir de todas as direções ao mesmo tempo. Penzias contatou o físico da
Universidade de Princeton, Robert Dicke, que sugeriu que o ruído de rádio pode
ser radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB), que é a radiação de
micro-ondas primordial que preenche o universo.
Por essa sua descoberta, Penzias e Wilson receberam o Prêmio
Nobel de Física de 1978, e por um bom motivo. O seu trabalho nos conduziu a uma
nova era de cosmologia, permitindo aos cientistas estudar e compreender nosso
universo como nunca antes haviam feito.
No entanto, essa descoberta também levou a uma das descobertas
mais surpreendentes da história recente. As características únicas no CMB podem
ser a primeira evidência direta que já tivemos do multiverso, de uma infinidade
de mundos e povos alienígenas que existem além do nosso conhecido universo.
No entanto, para entender adequadamente essa afirmação
extraordinária, é necessário primeiro fazer uma viagem de volta ao início do
espaço e do tempo.
A história do
universo
De acordo com a teoria amplamente divulgada para a origem do
nosso universo, nas primeiras centenas de milhares de anos após o Big Bang,
nosso universo foi preenchido com um plasma extremamente quente composto de
núcleos, elétrons e fótons, que espalharam a luz.
Por volta dos 380.000 anos de idade, a expansão contínua de
nosso universo fez com que ele arrefecesse, ficando abaixo de 3.000 graus K, o
que permitiu que os elétrons se
combinassem com os núcleos para formar átomos neutros, e a absorção de elétrons
livres permitiu que a luz iluminasse a escuridão.
Prova disso, na forma de radiação da radiação cósmica de
fundo (o CMB mencionado anteriormente), foi detetado por Penzias e Wilson e
ajudou a estabelecer a teoria cosmológica do Big Bang.
Ao longo dos tempos, a expansão contínua arrefeceu o nosso
universo para uma temperatura de cerca de 2,7 K, mas essa temperatura não é
uniforme. As diferenças de temperatura surgem do fato de que a matéria não está
uniformemente distribuída por todo o universo. Acredita-se que isso seja
causado por pequenas flutuações de densidade quântica que ocorreram logo após o
Big Bang.
Um ponto, em particular, visto do hemisfério sul na
constelação de Eridanus, é particularmente frio, cerca de 0,00015 graus mais
frio do que seus arredores. Apelidado de "Cold Spot", os cientistas
pensaram originalmente que era um "supervoid", uma área que contém
muito menos galáxias do que o normal.
Então, em 2017, investigadores do Centro de Astronomia
Extragaláctica da Durham University do Reino Unido publicaram pesquisas que
dizem sugerir que o Cold Spot não é um supervoide, afinal.
Revolvido o mistério da expansão do universo
Em vez disso pode ser evidência de universos alienígenas.
O professor de Durham, Tom Shanks, propôs o que descreveu
como uma explicação "mais exótica" para o Cold Spot. No seu trabalho,
Shanks argumentou que o ponto frio foi "causado
por uma colisão entre nosso universo e outro universo bolha ... O ponto frio
pode ser considerado a primeira evidência do multiverso, e bilhões de outros
universos podem existir como o nosso . "
Anteriormente, físicos como Anthony Aguirre, Matt Johnson e
Matt Kleban apontaram que uma colisão entre o nosso universo bolha e outra
bolha no multiverso produziria, de fato, uma impressão na radiação cósmica de
fundo. Além disso, eles notaram que ele apareceria como um ponto redondo com um
nível mais alto ou mais baixo de intensidade de radiação.
A proposta de Shanks parece se encaixar no projeto, mas será
que esse recurso realmente é uma evidência de uma infinidade de universos que
existem além do nosso?
As leis do multiverso
Hoje, existem três contendores principais que explicam como
o multiverso pode funcionar: a Interpretação de Copenhagen, a interpretação dos
"muitos mundos" ou "ramos da função de onda" e as
"branas paralelas" da teoria das cordas.
Vamos deixar a teoria das cordas para outro dia e nos
concentrar nas outras duas explicações.
O total de todos os estados possíveis nos quais um objeto
pode existir é chamado de superposição coerente de um objeto e é formado pelo
que é conhecido como "função de onda" do objeto.
A mecânica quântica necessita de uma função de onda suave e
totalmente determinística, uma expressão matemática que transmite informações
sobre uma partícula na forma de inúmeras possibilidades para sua localização e
características. Também requer algo que concretize uma dessas possibilidades e
elimine todas as outras.
As opiniões dividem-se sobre como isso acontece, mas na
teoria mais comum, conhecida como Interpretação de Copenhagen, isso ocorre
através da observação da função de onda ou pela função de onda encontrar alguma
parte do mundo "clássico". Isso faz com que a probabilidade, ou
função de onda, "entre em colapso" e força a partícula a um estado.
A Interpretação de Copenhagen foi elaborada na década de
1920 pelos físicos Niels Bohr e Walter Heisenberg, que argumentaram que uma
partícula não tem existência material até que seja submetida à medição
(observação).
Nova teoria indica que o presente e o futuro existem simultaneamente
A Interpretação de Copenhague foi essencialmente uma farsa
e, para muitos, insatisfatória.
Em 1935, o físico austríaco-irlandês Erwin Schrödinger
articulou o problema com a Interpretação de Copenhagen com a sua famosa
experiencia mental conhecida como Gato de Schrödinger.
Nesta experiencia teórica, um gato é colocado numa caixa
lacrada junto com um pouco de material radioativo e um contador Geiger. Se o
contador Geiger deteta a decomposição do material radioativo, ele dispara a
libertação de um gás venenoso que mata o gato.
Enquanto a caixa está lacrada, o gato está numa superposição
de estar vivo e morto ao mesmo tempo. É apenas quando a caixa é aberta que o
gato é forçado a um estado ou outro. Schrödinger apontou que isso era ridículo
e que a superposição quântica não funcionava com objetos grandes como gatos,
porque é impossível para um organismo estar simultaneamente vivo e morto.
Assim, ele raciocinou que a Interpretação de Copenhague deve ser inerentemente
falha.
Uma série de alternativas à Interpretação de Copenhague
foram propostas. Por exemplo, a abordagem de 'variáveis ocultas' defendida
por Albert Einstein e David Bohm, entre outros, sugere que a função de onda
seja tratada como uma correção temporária até que os físicos finalmente
encontrem algo melhor. Mais tarde em sua vida, Heisenberg propôs que o problema
está em nossa noção da própria realidade. Ele sugeriu que a função de onda
representa um nível “intermediário” de realidade.
A abordagem mais direta pode ser a da "interpretação de
muitos mundos" (MWI), que foi postulada pela primeira vez em 1957 por um
estudante graduado da Universidade de Princeton chamado Hugh Everett. Everett estava estudando física com John
Archibald Wheeler , que idealizou a estrutura do o universo como sendo um reino
subatômico e agitado de flutuações quânticas, que ele chamou de "espuma
quântica".
Na sua dissertação, intitulada A Teoria da Função de Onda
Universal, Everett afirmou que a função de onda universal é real e não entra em
colapso, como na Interpretação de Copenhagen. Nesse caso, todos os resultados
possíveis de uma medição quântica são realizados em algum "mundo" ou
universo e, por essa lógica, deve haver um número muito grande ou infinito de
universos.
A interpretação de vários mundos de Everett da física
quântica recebeu pouco apoio da comunidade da física, e Everett passou toda a
sua vida profissional fora da academia. Everett acreditava tanto na sua teoria
que comia o que queria, fumava três maços de cigarros por dia, bebia em excesso
e se recusava a fazer exercícios. Em julho de 1982, Hugh Everett morreu
repentinamente de ataque cardíaco aos 51 anos.
Seguindo suas instruções, Everett foi cremado e as suas
cinzas jogadas no lixo. Em 1996, a filha de Everett, Elizabeth, suicidou-se, e
sua nota de suicídio afirmava que ela também queria que suas cinzas fossem
jogadas no lixo para que pudesse "acabar
no universo paralelo correto para se encontrar com o papai".
O filho de Everett, Mark Oliver Everett, formou o grupo de
rock "The Eels", cuja música costuma ser repleta de temas de família,
morte e amor perdido.
O Universo pode ter uma quinta dimensão
Stephen Hawking e o multiverso
O famoso físico britânico Stephen Hawking morreu em 14 de
março de 2018, após passar décadas confinado a uma cadeira de rodas e
dependente de um sintetizador de fala devido a sofrer de esclerose lateral
amiotrófica. O artigo de pesquisa final de Hawking, publicado apenas 10 dias
antes de sua morte, foi escrito com Thomas Hertog, professor de física teórica
na Universidade KU Leuven, na Bélgica, e dizia respeito ao multiverso.
No artigo intitulado "Uma saída suave da inflação eterna?" Hawking e Hertog
propuseram que a rápida expansão do espaço-tempo após o Big Bang pode ter
acontecido repetidamente, criando uma infinidade de universos.
Essa foi uma expansão da Teoria da Inflação, a teoria atualmente
mantida de que o Big Bang não foi realmente o começo. A Teoria da Inflação
sugere que, antes do Big Bang, o Universo estava cheio de energia que fazia
parte do próprio espaço, e essa energia fez com que o espaço se expandisse a
uma taxa exponencial. É essa energia que deu origem ao Big Bang.
No entanto, como a inflação, como tudo o mais, é quântica
por natureza, ela deve ter terminado em momentos diferentes em locais
diferentes, enquanto o espaço entre os locais continuou a inflar. Isso, por sua
vez, significa que haveria regiões do espaço onde termina a inflação e começa
um Big Bang, mas essas regiões nunca podem se encontrar, pois estão separadas
por regiões de espaço em inflação.
Numa entrevista, Hawking explicou suas preocupações com a
Teoria da Inflação, dizendo: 'A teoria
usual da inflação eterna prevê que globalmente nosso universo é como um fractal
infinito, com um mosaico de diferentes universos de bolso, separados por um oceano
em inflação. As leis locais da física e da química podem diferir de um universo
de bolso para outro, que juntos formariam um multiverso. Mas eu nunca fui um fã
do multiverso. Se a escala dos diferentes universos no multiverso é grande ou
infinita, a teoria não pode ser testada. "
Em vez disso, o par prevê que o universo, pelo menos nas
escalas maiores, é realmente liso e finito. Sua teoria usa o conceito de
holografia, que descreve como a realidade física em certos espaços 3D pode ser
matematicamente reduzida a projeções 2D numa superfície. Ao usar esse conceito,
eles foram capazes de reduzir a inflação eterna a um estado atemporal, definido
em uma superfície espacial no próprio início do tempo.
Hertog e Hawking então usaram sua nova teoria para prever
que o universo que emerge da inflação eterna é na verdade finito e muito mais
simples do que a estrutura fractal infinita prevista pela teoria existente da
inflação eterna.
Hawking explicou que, “Não
estamos num único universo, mas nossas descobertas implicam uma redução
significativa do multiverso, a uma gama muito menor de universos possíveis”.
Isso torna a teoria não apenas mais preditiva, mas também
testável.
E, se Hawking e Hertog, Everett e Laura Mersini-Houghton ,
Tegmark e Greene, e uma multidão de outros físicos estiverem certos, então em
algum lugar, noutro universo no exato momento em que você está lendo este
artigo, Hawking pode estr andando e
falando animadamente sobre física.~
O Universo pode ter uma quinta dimensão
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