À medida que a ciência material hipotética mergulha ainda mais na ideia principal da verdade, passamos a lutar com as questões que ela nos deixa. Por exemplo, alguns físicos garantem que nosso universo é apenas uma ilusão, resultado de estratagemas quânticos ocorrendo em um cenário de camada inferior – no final das contas, uma imagem 3D.
Mas esses “insights” teóricos mais recentes lançam luz sobre a própria realidade ou apenas fornecem ferramentas matemáticas para resolver questões difíceis? Com relação às hipóteses atuais mais avançadas, o que é resultado de nossas mentes e o que é realmente o universo?
Os buracos negros, o temido flagelo do universo, podem ser evidências de que o problema começou. Os buracos negros parecem ser diretos na superfície, e leitores cuidadosos serão recompensados com a percepção de que isso é um trocadilho; as coisas entram e nunca saem. Atrás do horizonte de eventos, toda essa informação desaparece, para nunca mais ser vista. No entanto, o conhecido astrofísico Stephen Hawking descobriu na década de 1970 que os buracos negros não são inteiramente negros. Eles são um pouco cinzentos e com um pouco de vazamento, e emitem apenas uma pequena quantidade de radiação que faz com que os buracos negros desapareçam.
Mas essa radiação não carrega nenhuma informação, o que leva a um terrível paradoxo: os dados entram, mas não saem, e depois a abertura escura desaparece. Então, o que está acontecendo com todos os dados?
Nesta situação única, os dados são o resumo da multidão relativa de propriedades da multidão relativa de partículas que caíram na abertura escura – no final do dia, tudo o que você deseja recriar os primeiros artigos que caíram. Pensando bem, o que sai de uma abertura escura, por causa da radiação Selling, é apenas um monte de partículas irregulares. Você não pode determinar o que caiu à luz da radiação emergente.
Uma dica significativa veio nos muitos anos que se seguiram à revelação fenomenal de Selling. Um método para estimar a quantidade de dados é através da entropia, uma ideia termodinâmica que está inexatamente conectada com a quantidade de problemas em uma estrutura. Inesperadamente, os buracos negros possuem a propriedade de que sua entropia corresponde à sua região de superfície, não ao seu volume. Em outras palavras, a densidade de informação de um buraco negro está relacionada à sua superfície em duas dimensões, e não ao seu volume em três dimensões.
Como há muito mais maneiras de existir um estado desordenado do que um estado ordenado, a tendência de um sistema de passar da ordem para a desordem é chamada de entropia. Por exemplo, você pode arrumar seu quarto e só há uma maneira de deixar esse espaço perfeito. No entanto, existem inúmeras maneiras de não ficar perfeito ou ficar turbulento, como adicionar uma mancha de terra ou uma meia errante em um canto. Portanto, a longo prazo, a entropia deve aumentar. Isso vale para qualquer quadro do universo, além do seu quarto.
Isso basicamente não é normal para cada item em todo o universo, portanto, normalmente uma tonelada de físicos inesperados acabou sendo extremamente interessado em aberturas escuras, com físicos de alto nível como Leonard Susskind conduzindo a corrida para este novo lugar que é conhecido pelo padrão holográfico. O nome vem da própria holografia. A qualquer momento, você vê uma visualização, na verdade, e parece que a imagem salta para você? Isso porque a imagem 3D codifica todos os dados de três camadas em uma superfície de duas camadas.
Nesse sentido, dá a impressão de ser uma coisa interessante sobre aberturas escuras, em que seus dados são codificados por todas as contas em suas superfícies de duas camadas. Talvez o equivalente seja válido para todo o universo.
Um Universo com Duas Dimensões?
Na verdade, podemos ter um exemplo funcional do princípio holográfico em ação, então essa ideia não é tão maluca quanto parece. É conhecido pelo nome um tanto anormal de correspondência Promoções/CFT, e foi criado em 1997 pelo físico Juan Maldacena.
Vamos criar um tipo único de universo com características estranhas para que possamos compreender. Primeiro, existem cinco dimensões espaciais neste universo. Em segundo lugar, é desprovido de qualquer radiação ou matéria. Em terceiro lugar, é distorcido por uma força cosmológica persistente. Esse tipo de espaço-tempo é conhecido como um espaço (de cinco camadas) hostil ao espaço de Sitter.
Agora, suponha que você esteja tentando resolver um problema excepcionalmente confuso dentro desse universo, semelhante a como funciona a gravidade quântica. Estamos tentando lidar com a gravidade quântica há quase um século e, tendo em mente que ainda não temos respostas, realmente temos um monte de dispositivos que acreditamos que algum dia nos levarão a um. Esse arranjo de instrumentos é conhecido como hipótese das cordas.
Devemos descarregar algumas ideias adicionais incompreensíveis.
A gravidade quântica é uma compreensão da gravidade aplicada às menores coisas conhecidas pela humanidade, como as partículas subatômicas. Podemos entender como essas partículas se comportam usando a mecânica quântica, mas quando a gravidade se torna sólida, como em aberturas escuras, nossas especulações se separam. A gravidade quântica é um esforço para consertar essas hipóteses destruídas.
Entidades que cobrem todo o universo são chamadas de campos quânticos. No momento em que os fragmentos dos campos são ativados, vemos a criação de partículas ou a troca de poderes.
Um tipo de teoria quântica de campos conhecida como teoria de campos conformes tem algumas propriedades matemáticas únicas. Embora esses tipos de teorias sejam úteis em alguns experimentos de física de alta energia, eles são de pouca utilidade em outros lugares.
Maldacena descobriu que você pode transformar esse problema – como resolver a gravidade quântica neste estranho universo – em um problema completamente diferente em seu limite em quatro dimensões. Depois de fazer essa mudança, toda a gravidade desaparece, suplantada por um tipo excepcional de hipótese quântica conhecida como hipótese de campo conforme (que é a parte CFT da correspondência). Neste ponto, nos tornamos muito capazes de cuidar de questões de hipótese de campo quântico e temos uma série de dispositivos testados para gerenciar esses tipos de matemática.
Ao Maldacena interpretar a hipotética ciência física semelhante a uma façanha mágica: ele teve a opção de pegar um problema que não temos a menor ideia de como resolver (gravidade quântica com hipótese de cordas) e transformá-lo em um que possamos resolver (uma hipótese de campo conforme com campos quânticos).
Este é o começo do espaço-tempo?
Além do mais, é aqui que as coisas ficam realmente loucas. Este conceito foi desenvolvido e expandido por alguns físicos para incluir uma explicação da própria gravidade, bem como uma ferramenta para resolver dores de cabeça relacionadas à gravidade. Eles afirmam ter descoberto correspondências nas quais a natureza quântica de cada campo no limite do espaço-tempo faz com que a relatividade geral surja dentro dele. A relatividade geral é o nosso retrato do poder da gravidade, onde vemos a gravidade em relação às reviravoltas e distorções da realidade. Em outras palavras, é possível que o princípio holográfico esteja nos dizendo que o espaço-tempo é realmente manifestado por interações quânticas nas bordas do nosso universo.
Se isso estiver certo, o que vemos ser um universo de três camadas, repleto de itens fascinantes e divertidos que se comunicam por meio da gravidade, é na verdade uma superfície de duas camadas carregada de estranhos truques quânticos dos quais tudo o mais surge.
Isso é um grande se.
Apesar de muitos anos de trabalho, a diretriz holográfica tem algumas deficiências. Para os propósitos de cada um, seu querido hipotético, a correspondência Promoções/CFT, é neste estágio apenas um palpite sobre o que pode ser válido em vista de conexões numéricas específicas observadas; ninguém realmente confirmou a correspondência. Além disso, independentemente de nós, o universo retratado pela correspondência parece ser aquele em que vivemos. Nosso universo tem três aspectos espaciais, não cinco, e tem um aspecto mundano. Não está vazio e não se cerca, mas está bastante carregado de emissão e radiação, e atualmente está passando por um período de desenvolvimento acelerado. Mais importante ainda, não há limite claramente definido em nosso universo, então todo o propósito do princípio holográfico é irrelevante.
Em segundo lugar, não há garantia de que a correspondência AdS/CFT seja útil porque a grande maioria das teorias físicas que podem ser aplicadas a problemas do mundo real no universo não são categoricamente teorias de campo conformes. No entanto, tem sido utilizado em algumas situações intrigantes.
Além disso, ninguém conseguiu empregar com sucesso o princípio holográfico para descrever com precisão o que ocorre com os buracos negros reais no universo real, apesar de quão intrigante parece ser a natureza da informação do buraco negro. Além disso, outros objetos estão isentos do bizarro problema de entropia que os buracos negros enfrentam: supondo que eu enfie dados em você, por exemplo, a entropia aumenta relativamente ao seu volume.
No entanto, ainda é um campo jovem. Físicos e especialistas científicos levaram mais de 100 anos para finalmente concluir que as partículas existiam, por isso é um tanto desnecessário apressar o julgamento sobre novas experiências recém-saídas do plástico para o mundo real. De qualquer forma, imagine um cenário onde suas fantasias mais extravagantes deram certo. Considere a possibilidade de rastrearmos uma associação pessoal entre a ciência física de nosso universo de três camadas e a ciência física no limite.
As coisas sendo o que são, nosso universo é uma imagem 3D? Ou uma ilusão em matemática?
Na melhor das hipóteses, a teoria holográfica não tem repercussões claras. Alguns físicos proativamente foram tão longe quanto possível, expressando que nossa existência é um engano, que o que vemos como realidade e gravidade são apenas sinais de uma realidade mais profunda que existe em menos aspectos – que nosso universo é, claramente, uma visualização. .
No entanto, as respostas matemáticas às teorias físicas nem sempre representam a realidade. Se o princípio holográfico provar ser útil, pode-se também argumentar que apenas descobrimos uma ferramenta matemática poderosa, se não essencial, para compreender nosso universo. De qualquer forma, isso não significa que tudo o que o número relacionado nos diz seja genuíno.
Jogos matemáticos, por exemplo, são frequentemente usados por físicos para resolver problemas. Os problemas podem ocasionalmente ser lançados em dimensões superiores ou inferiores; Às vezes, eles se transformam em números que não são reais; parte do tempo, movemos os processos de um lado para o outro no tempo. Estamos cientes desses instrumentos como eles são: técnicas para cuidar de problemas de teste, não novos detalhes dos constituintes básicos do mundo real.
Então, novamente, em alguns casos, as acrobacias numéricas são levantadas e aquecidas em como podemos interpretar o universo real. Considere a relatividade geral. Antes do trabalho de Einstein, pensávamos na gravidade como uma força como qualquer outra, como um conjunto de fios invisíveis que ligam todos os objetos de massa. Seja como for, atualmente vemos a gravidade como deformações na textura do espaço-tempo. Julgamos que a visão dada pela relatividade ampla é mais “genuína” do que os entendimentos pré-Einstein, pela justiça de dar exatidão e conhecimento mais notáveis ao poder gravitacional. Em qualquer caso, você poderia dizer diretamente que é cada uma das engenhocas numéricas criadas por nossos fracos cérebros humanos para nos ajudar a coordenar e compreender o mundo, que finalmente é uma ficção. Na realidade, o universo simplesmente faz o que o universo faz.
Em última análise, caberá a nós decidir se nossa realidade atual é uma ilusão ou se os físicos precisam voltar ao trabalho se o princípio holográfico levar a uma concepção nova e revolucionária de nosso universo.
