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

Quase um século se passou desde que os cientistas destruíram o universo.

Por meio de uma mistura complexa de experimento e teoria, os físicos descobriram que um mecanismo baseado na matemática da probabilidade funciona sob a fachada da realidade.

Vagamente referido como o Interpretação de Copenhagueesta interpretação da teoria subjacente à mecânica quântica diz que tudo pode ser descrito como uma possibilidade – até que sejamos forçados a descrevê-lo como realidade.

Mas o que isso significa?

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

No entanto, alguns pesquisadores acreditam que pistas podem ser encontradas no espaço entre a física quântica e outra teoria majestosa nascida no início dos anos 20.^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 qualquer lugar próximo puxa os fios de uma massa em uma nebulosa de estados quânticos, forçando-a a escolher um único destino.

Agora eles voltaram com uma previsão de acompanhamento, apresentando suas visões sobre diferentes tipos de horizontes em uma pré-impressão revisão por pares.

Imagine um pequeno pedaço de matéria emergindo da escuridão em uma caixa fechada. Invisivelmente existe em um véu de talvez. Não tem uma única localização de sombra, nenhuma torção particular, nenhuma dinâmica particular. É importante ressaltar que qualquer luz que emite também está em um espectro infinito de possibilidades.

Esta partícula vibra com potencial em uma onda que teoricamente se propaga ao infinito. É possível comparar esse espectro de possibilidades a si mesmo, assim como uma onda na superfície de um lago pode se dividir e se reunir para formar um padrão de interferência discernível.

Mas cada solavanco e empurrão nessa onda que se espalha a enreda com outra, estreitando o leque de opções à sua disposição. Seu padrão de interferência muda de forma perceptível, limitando seus resultados a um processo que os físicos descrevem como perda de coerência. 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 olha para dentro da caixa para descobrir a luz emitida pela partícula inevitavelmente enredará a si mesmo e aos que estão ao seu redor com as ondas da partícula oculta, levando a um certo grau de decoerência.

Mas e se uma segunda pessoa olhar por cima do ombro e captar a luz da partícula com seus próprios olhos? Da mesma forma, ao se emaranhar com a luz emitida pela partícula, eles limitariam ainda mais essas possibilidades na onda da partícula e as mudariam ainda mais.

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

Apesar dos anos que levaram para as ondas eletromagnéticas da luz deixarem a caixa, o segundo observador ainda se envolveu com a partícula. De acordo com a teoria quântica, isso também deveria causar uma mudança perceptível na onda de partículas, 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 dentro de um buraco negro? A luz da caixa poderia facilmente escapar de seu horizonte e cair no abismo do espaço-tempo mutilado, mas sob as regras da relatividade geral, as informações sobre seu destino emaranhado com o segundo observador não podem vazar novamente.

Ou nosso conhecimento da física quântica está errado ou temos alguns problemas sérios para resolver com a relatividade geral.

Ou, de acordo Danielson, Satishchandran e Wald, nosso segundo observador, é irrelevante. Essa linha sem retorno em torno de um buraco negro conhecido como horizonte de eventos serve como um observador por si só, eventualmente causando a decoerência de, bem, quase tudo. Como uma multidão de olhos enormes através do cosmos, observando o universo se desdobrar.

Ainda escapou? Só vai piorar.

Os buracos negros não são os únicos fenômenos em que o espaço-tempo se estende em uma rua de mão única. De fato, qualquer objeto suficientemente acelerado que se aproxime da velocidade da luz acabará experimentando algum tipo de horizonte do qual a informação que emite nunca poderá retornar.

De acordo com o último estudo do trio, “Horizontes de Rindler‘ poderia produzir um tipo semelhante de decoerência em estados quânticos também.

Isso não quer dizer que o universo seja de alguma forma consciente. Pelo contrário, as conclusões podem levar a teorias objetivas de como os estados quânticos se resolvem em medições absolutas e onde a gravidade e a física quântica podem se encontrar em uma única teoria abrangente da física.

O universo ainda está quebrado, pelo menos por enquanto.

Tudo o que podemos dizer é observar este espaço.

Este estudo foi publicado em arXiv.