A existência de universos paralelos pode parecer algo saído da mente de escritores de ficção científica, com pouca relevância para a física teórica moderna. Mas a ideia de que vivemos num “multiverso”, composto por um número infinito de universos paralelos, tem sido considerada uma possibilidade científica – embora ainda seja uma questão de debate vigoroso entre os físicos.

A corrida agora é para encontrar uma maneira de testar essa hipótese, incluindo uma busca nos céus por sinais de colisões com outros universos.

É importante ter em mente que a visão de um multiverso não é realmente uma teoria, mas sim uma consequência da nossa compreensão atual da física teórica. Esta distinção é crucial.

Os cientistas não tiveram simplesmente uma manhã mais criativa e resolveram gritar aos quatro ventos algo como: “Que se faça um multiverso”. Em vez disso, a ideia de que o universo em que vivemos seja talvez um dos infinitamente muitos outros existentes é derivada de outras teorias atuais, como a mecânica quântica e a teoria das cordas e resulta de uma dedução lógica das premissas que nos são, atualmente, fornecidas pelos vários ramos cientificos.

Interpretação universal

É provável que já tenha ouvido falar sobre enigmática experiência do gato de Schrödinger – um gato que vive numa caixa fechada. Em linhas gerais, o ato de abrir a caixa permite-nos acompanhar um dos possíveis futuros do gato (ele está vivo? ele está morto?), incluindo um em que ele é morto e vivo ao mesmo tempo. Esta interpretação parece tão impossível simplesmente porque a nossa intuição humana não está familiarizada com a mesma, mas não significa que não seja possível.

A razão pela qual tal “estado duplo” pode ocorrer é que o espaço de possibilidades na mecânica quântica é enorme. Matematicamente, um estado da mecânica quântica é uma soma (ou superposição) de todos os estados possíveis. No caso do gato de Schrödinger, o gato é a superposição dos estados “morto” e “vivo”.23184734353875

Mas como podemos interpretar este dilema para que faça qualquer sentido prático? Uma forma popular é pensar em todas essas possibilidades, de modo que o único estado “objetivamente verdadeiro” do gato é o que observamos.

No entanto, a mecânica quântica afirma que o observador pode optar por aceitar que todas essas possibilidades são verdadeiras, e que elas existem em diferentes universos de um possível multiverso.

Teoria das Cordas

A teoria das cordas é um dos mais, se não o mais, promissor caminho capaz de unificar a mecânica quântica e teoria da relavidade.

Esta unificação, contudo, é notoriamente difícil porque a força gravitacional é complicada de ser descrita em pequenas escalas (átomos e partículas subatômicas), que é justamente a área da ciência da mecânica quântica.

Mas a teoria das cordas, que afirma que todas as partículas fundamentais são feitas de cordas unidimensionais, pode descrever todas as forças conhecidas da natureza de uma só vez: gravidade, eletromagnetismo e forças nucleares.

Todavia…

Para a teoria das cordas funcionar matematicamente, é necessário pelo menos dez dimensões físicas e uma temporal (no total 11 dimensões).

Esse é definitivamente um problema, uma vez que só conseguimos observar quatro dimensões: altura, largura, profundidade (espacial) e tempo (temporal). As dimensões adicionais da teoria das cordas devem, portanto, estar escondidas de alguma forma, se ela estiver correta.

Para ser capaz de usar a teoria para explicar os fenômenos físicos que vemos com os nossos próprios olhos, estas dimensões adicionais teriam que ser “compactadas” de tal maneira que seriam absurdamente pequenas para serem vistas. Será que para cada momento das nossas grandes quatro dimensões, existam seis direções extras indistinguíveis? É aí que a teoria das cordas complica.

Outro problema, para os pessimistas, ou uma característica, para os otimistas, da teoria das cordas é que há muitas maneiras de fazer essa compactação de dimensões – 10.500, mais precisamente, é o número possibilidades que os cientistas calculam. Cada uma destas compactações resultaria num universo com diferentes leis físicas – tais como diferentes massas de elétrons e diferentes constantes de gravidade.

O universo primitivo

Antes do Big Bang, o universo passou por um período de expansão chamado de “inflação acelerada”. Esta inflação foi invocada originalmente para explicar por que o universo de observação atual é quase uniforme em termos de temperatura.

No entanto, a teoria também previu um espectro de variações de temperatura ao redor desse equilíbrio, que foi posteriormente confirmado por sondas espaciais.

Embora os detalhes exatos da teoria ainda estejam a ser debatidos, a inflação é amplamente aceite pelos físicos. No entanto, uma consequência dessa teoria é que devem haver outras partes do universo que ainda estão a crescer aceleradamente.

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Radiação Cósmica de Micro-ondas

Porém, devido às flutuações quânticas do espaço-tempo, algumas partes do universo nunca realmente atingiram o fim da inflação. Isto significa que o universo é, pelo menos de acordo com a nossa compreensão atual, eternamente inflacionável.

Algumas partes podem, portanto, acabar por tornar-se outros universos, que poderiam tornar-se outros universos, e outros, e outros e assim por diante. Este mecanismo, então, gera um número infinito de universos.

Ao combinar este cenário com a teoria das cordas, existe uma possibilidade de que cada um desses universos possua uma compactação diferente das outras dimensões e, consequentemente, leis físicas diferentes.

Como aplicar o método científico?

Os universos previstos pela teoria das cordas e a inflação no mesmo espaço físico (ao contrário dos muitos universos da mecânica quântica que vivem em um espaço matemático) poderiam sobrepor-se ou colidirem. Na verdade, eles inevitavelmente devem colidir, deixando possíveis pistas ao longo do céu cósmico que podemos tentar identificar.

Os detalhes exatos destas pistas dependem intimamente dos modelos – que vão desde pontos quentes ou frios na radiação cósmica de fundo para vazios anômalos na distribuição de galáxias.

No entanto, uma vez que as colisões com outros universos devem ocorrer numa determinada direção, a expectativa geral é que todas as pistas devem quebrar a uniformidade do nosso universo observável.

Essas pistas estão obviamente a ser perseguidas vorazmente por cientistas.

Alguns estão a  procurar diretamente através de impressões no fundo de micro-ondas cósmico, a radiação remanescente do brilho do Big Bang. No entanto, nenhuma dessas pistas foram encontradas ainda.

Outros estão à procura de algum apoio indireto, tais como ondas gravitacionais, que são ondulações no espaço-tempo provocadas pela passagem de objetos maciços. Essas ondas poderiam provar diretamente a existência da inflação acelerada, o que em última análise reforça o apoio para a teoria do multiverso.

Fonte: Phys

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