Horizontes extremos no espaço podem atrair estados quânticos para a realidade: WebCuriosos

Quase um século se passou desde que os cientistas quebraram o Universo.

Através de uma mistura complexa de experiência e teoria, os físicos descobriram um motor construído com base na matemática da probabilidade que funciona abaixo da fachada da realidade.

Referido em termos vagos como o Interpretação de Copenhagueesta abordagem da teoria subjacente à mecânica quântica diz que tudo pode ser descrito como uma possibilidade – até que sejamos forçados a descrevê-lo como uma realidade.

Mas o que isso significa?

Apesar de décadas de experimentação e filosofia, a lacuna entre as propriedades instáveis ​​de um sistema quântico e uma medição que todos vemos com os nossos próprios olhos mal diminuiu. Apesar de toda a conversa sobre formas de onda em colapso, gatos em caixas e efeitos de observador, não estamos mais perto de compreender a natureza da realidade do que os primeiros físicos estavam no final da década de 1920.

No entanto, alguns investigadores pensam que podem ser encontradas pistas no espaço entre a física quântica e outra teoria majestosa nascida no início do século XX.^o século – a famosa teoria geral da relatividade de Einstein.

Ano passadoum pequeno grupo de físicos da Universidade de Chicago argumentou que a mera presença de um buraco negro em algum lugar próximo puxa as cordas de uma massa em um borrão de estados quânticos e a força a escolher um único destino.

Agora eles voltaram com uma previsão de acompanhamento, apresentando seus pontos de vista sobre diferentes tipos de horizontes, em uma pré-impressão antes de revisão por pares.

Imagine um pequeno pedaço de matéria emergindo da escuridão dentro de uma caixa fechada. Invisível, existe num borrão de talvez. Não tem uma localização única nas sombras, nenhum giro específico, nenhum impulso específico. É importante ressaltar que qualquer luz que emite também se encontra num espectro infinito de possibilidades.

Esta partícula vibra com potencial em uma onda que teoricamente se espalha pelo infinito. É possível comparar esse espectro de possibilidades consigo mesmo, da mesma forma que uma onda na superfície de um lago pode se dividir e se recombinar para formar um padrão reconhecível de interferência, na verdade.

No entanto, cada impacto e empurrão nesta onda à medida que se espalha emaranha-a com outra, limitando o leque de possibilidades à sua disposição. Seu padrão de interferência muda de maneira perceptível, confinando seus resultados em um processo que os físicos descrevem como uma perda de coerência, ou decoerência.

É esse processo que os físicos Daine Danielson, Gautam Satishchandran e Robert Wald consideraram em um experimento mental que levaria a um paradoxo intrigante.

Um físico que espia dentro da caixa para detectar a luz emitida pela partícula irá inevitavelmente emaranhar-se e ao seu ambiente com as ondas da partícula oculta, causando algum grau de decoerência.

Mas e se houvesse uma segunda pessoa olhando por cima do ombro, captando com os próprios olhos a luz emitida pela partícula? Da mesma forma, ao enredarem-se na luz emitida pela partícula, restringiriam ainda mais essas possibilidades na onda da partícula, alterando-a ainda mais.

E se o segundo observador estivesse num planeta distante, a anos-luz de distância, espiando a caixa através de um telescópio? É aqui que fica estranho.

Apesar dos anos que as ondas eletromagnéticas de luz levaram para sair da caixa, o segundo observador ainda se enredaria na partícula. De acordo com a teoria quântica, isso também deveria causar uma mudança notável na onda da partícula, uma mudança que o primeiro observador veria muito antes de seu colega em um mundo distante começar a montar seu telescópio.

Mas e se o segundo observador estivesse escondido nas profundezas de um buraco negro? A luz da caixa pode facilmente deslizar pelo seu horizonte, caindo no abismo do espaço-tempo mutilado, mas de acordo com as regras da relatividade geral, não há forma de a informação sobre o seu destino emaranhado com o segundo observador poder voltar a sair.

Ou o que sabemos sobre a física quântica está errado ou temos alguns problemas sérios para resolver com a relatividade geral.

Ou, de acordo com Danielson, Satishchandran e Wald, nosso segundo observador, são irrelevantes. Essa linha sem retorno que circunda um buraco negro, conhecida como horizonte de eventos, serve como um observador, causando eventualmente a decoerência de, bem, quase tudo. Como uma multidão de olhos gigantes espalhados pelo cosmos, observando o Universo se desdobrar.

Já se assustou? Só piora.

Os buracos negros não são os únicos fenômenos onde o espaço-tempo se estende em uma via de mão única. Qualquer objeto com aceleração suficiente que se aproxime da velocidade da luz, na verdade, eventualmente experimentará uma espécie de horizonte do qual a informação que emite nunca poderá retornar.

De acordo com o estudo mais recente do trio, estes 'Horizontes de Rindler' também poderia produzir um tipo semelhante de decoerência em estados quânticos.

Isso não quer dizer que o Universo seja de alguma forma consciente. Pelo contrário, as conclusões poderiam levar a teorias objectivas sobre como os estados quânticos se resolvem em medições absolutas, e talvez onde a gravidade e a física quântica se encontram numa única teoria abrangente da física.

O Universo ainda está quebrado, pelo menos por enquanto.

Tudo o que podemos dizer é observe este espaço.

Esta pesquisa foi publicada em arXiv.