Física Quântica para todos (11) - O Multiverso Quântico

O Multiverso Quântico

O físico Brian Greene e uma ilustração de suas infinitas possibilidades acontecendo todas ao mesmo tempo em Universos Paralelos.

O problema da medida na Física Quântica é um de seus pontos cruciais e ainda não completamente entendido pelos físicos. O que é a medida na física quântica? Consideramos o ato de medir como o próprio ato de observar. Por exemplo, já vimos nos posts anteriores (http://sabedoriaquantica.blogspot.com.br/2012/02/fisica-quantica-para-todos-5.html; http://sabedoriaquantica.blogspot.com.br/2012/02/fisica-quantica-para-todos-4.html; http://sabedoriaquantica.blogspot.com.br/2011/12/fisica-quantica-para-todos-3.html) que o elétron é uma dualidade onda-partícula. O que significa isso? Significa que o elétron pode ser observado (ou medido) como uma onda ou como uma partícula, dependendo do tipo de experimento que montamos para fazer esta observação. Se montarmos o experimento da fenda dupla (quando lançamos um feixe de elétrons contra um anteparo com duas fendas paralelas) veremos que o elétron se divide e passa pelas duas fendas ao mesmo tempo, se comportando assim como uma onda! Se, por outro lado, montarmos o experimento chamado efeito fotoelétrico ( efeito que acontece ao lançarmos um feixe de luz sobre uma placa de metal), observaremos o elétron se comportando como uma partícula que pula da placa de metal ao receber os fótons de luz. Mas tem um aspecto mais estranho ainda no problema da medida em Física Quântica. Antes que a medida seja realizada dizemos que a partícula se encontra em um estado de superposição de todas as possibilidades dos resultados de medidas ao mesmo tempo. No momento de nossa medição esta onda de probabilidades se colapsa em um único resultado. Por exemplo, queremos medir o valor do spin de uma determinada partícula. Antes de efetuarmos a medida já sabemos que no caso do elétron podemos ter como resultado, (simplificadamente), os valores ½ ou -1/2. Antes da medida estes valores seguem “juntos”, numa onda de probabilidades, com 50% de chance que eu obtenha o valor ½ (positivo) e 50% de chance que eu obtenha o valor -1/2 (negativo).
 

Chegando ao tema do multiverso, o que temos hoje na Física Quântica são algumas linhas de raciocínio, algumas interpretações diferentes do que significa e do que acontece neste momento do colapso da onda de possibilidades (ou probabilidades). A  interpretação adotada atualmente pela comunidade científica é a interpretação de Copenhague. Ela diz que no momento da medida temos como resultado apenas uma das possibilidades e todo o restante, as outras possibilidades desaparecem, se aniquilam, ou como o próprio termo diz, se colapsam. 

Voltando ao exemplo do elétron, se no momento da medida, tenho como resultado o valor ½ a outra possibilidade simplesmente desaparece. Temos um resultado e isso é o que importa. O que acontece com as outras possibilidades não interessa para nós nesta abordagem. Todo este assunto introdutório que citei até agora é bastante complexo e recomento ao leitor que ainda não está familiarizado com ele leia os posts anteriores antes de prosseguir.

Os físicos Everett, Wheeler e Grahan, propuseram algo bastante diferente.  Através de cálculos matemáticos consistentes, estes físicos defendem a ideia de que todas as possibilidades ocorrem simultaneamente, só que isso acontece em Universos Paralelos. Como seria isso? Vamos tomar como exemplo o famoso Gato de Shrödinger (veja o post http://sabedoriaquantica.blogspot.com.br/2013/06/fisica-quantica-para-todos-9.html) Este gato hipotético vive em uma caixa fechada que contém um vidro de veneno que tem 50% de chance de ser derramado e matar o pobre gato e 50% de chance de não ser derramado e o gato continuar vivo! Antes de abrir a caixa e observarmos, o gato vive em uma superposição e o estado do gato (por mais estranho que pareça!) é vivo E morto (ao mesmo tempo). Apenas no momento da observação é que teremos um estado definido para o gato, de vivo ou morto.

Segundo a interpretação dos Muitos Mundos de Everett, Grahan e Wheeler (ou dos Universos Paralelos), ao observarmos o gato morto, por exemplo, o gato vivo também continua existindo, só que ele existe em uma outra linha de Universo, em um Universo Paralelo. Esta ideia já foi bastante explorada pelos filmes de Hollywood como, por exemplo, no filme “Efeito Borboleta”. Vemos neste filme todas as realidade existindo simultaneamente e o personagem principal consegue visitar várias situações diferentes dependendo das escolhas que ele faz, ou seja, das observações, processos de medida, colapsos, que ele faz como observador para determinadas situações chave em sua vida.


Voltando ao início de nossa conversa, o ponto crucial é "Como passamos do reino das possibilidades, que existe antes que a medição seja feita, ao resultado único revelado pela medição? Ou então dito de uma maneira mais geral, o que acontece com uma onda de probabilidade durante a medição que permite a conformação de uma realidade familiar, definida e única?"

Deixo para vocês esta pergunta, que é um dos pontos mais intrigantes e instigadores da Física atual!


Para saber mais:
"A Realidade Oculta - Universos Paralelos e as Leis Profundas do Cosmo". - Brian Greene
"Universo Autoconsciente". - Amit Goswami