O multiverso existe?
10:44
Ouve-se falar aqui e ali, em fóruns de física, sobre teorias de multiversos. Realidades paralelas e outros mundos são um assunto recorrente, principalmente em círculos esotéricos, mas ouvir um físico falar seriamente disto é outra coisa.
Por que os físicos acreditam que há a possibilidade de existirem múltiplos universos?
Por enquanto, os multiversos dos físicos são hipóteses. Algumas têm forte embasamento matemático, algumas surgiram como implicação de outras teorias científicas, algumas não são tão aceitas.
“Muitos Mundos”, Teoria das Cordas
Uma das hipóteses de multiversos surge da mecânica quântica, e é chamada de “Many Worlds”, ou “Muitos Mundos”.
A hipótese é de Hugh Everett III. Segundo ele, quando a função de onda parece entrar em “colapso” em um evento quântico em nosso mundo, gerando um determinado resultado, na verdade ela nunca entra em colapso, e sim torna real todas as outras características implícitas em sua função de onda em “outros universos”.
Segundo essa teoria, sempre que acontece um evento de muitos eventos possíveis, todos os outros eventos acontecem em outros universos.
Outra abordagem para explicar os multiversos vem da teoria das cordas, na qual as equações fazem “sentido” matemático em mais de 4 dimensões, possivelmente 10 ou 11, e ao longo destas dimensões “enroladas”, outros universos florescem.
Estas duas hipóteses de multiversos são resultados de cálculos e previsões teóricas, como a previsão da existência do pósitron.
Em 1928, Paul Dirac resolveu a equação para o elétron e percebeu que haviam níveis de energia positivos. Em vez de descartar a energia negativa como um resultado matemático sem contraparte no mundo real, ele interpretou a mesma como pertencente a um “anti-elétron”, prevendo a existência de partículas que ninguém imaginara antes.
Mas será que todas as soluções matemáticas para as equações da física sempre resultam em descobertas reais?
Algumas objeções
Segundo Brian Greene, um dos teóricos que trabalha com a teoria das cordas, o número de universos é infinito, e a ordem deste infinito é a mesma dos pontos em uma linha de números reais.
Os pontos em uma linha reta são infinitamente “densos”, já que entre quaisquer dois pontos da reta, não importa o quão próximos estejam, sempre há outro ponto. Se existe mais de universo e eles estão tão compactados assim, nós devemos estar experimentando algum fenômeno resultante destes infinitos universos.
A teoria dos “muitos mundos” também não é melhor. Onde estão os outros universos, resultados das opções em nível quântico que não foram escolhidas no nosso universo, que não se tornaram eventos para nós?
Inflação Cósmica
Existe uma terceira hipótese que implica a existência de multiversos: a da inflação cósmica. Segundo Alan Guth, em sua palestra “Inflationary Cosmology, The Origin of Density Perturbations, and the Door to the Multiverse” (“Cosmologia Inflacionária, A Origem das Perturbações da Densidade, e a Porta para o Multiverso”), o processo de inflação que seguiu-se ao Big Bang pode ter dado origem a outros universos.
A inflação é um campo com certas características, como, por exemplo, ser um campo escalar, como o campo de Higgs,. Alguns físicos acreditam que o campo de Higgs pode ter participação na inflação.
A intensidade do campo inflacionário começa em um valor instável, e a partir desta situação, dispara o crescimento exponencial do universo, produzindo o que hoje vemos: um universo “plano”, ou matematicamente euclidiano.
As imperfeições quânticas neste processo, que aparecem no mapa da radiação cósmica de fundo, causam a formação das galáxias.
O campo inflacionário termina de inflar nosso universo e então para; mas, como ele é um campo quântico, sujeito a flutuações quânticas, na verdade não pode parar, e as flutuações quânticas então migram para outro lugar, iniciando novamente a inflação cósmica.
Este processo dá origem a um número infinito de universos, só que a ordem deste número infinito é conhecida como “alef-zero”, ou seja, a ordem do infinito de números inteiros e racionais. É menos densa que a de pontos em uma linha real e isto faz com que esta teoria seja mais “palatável” para quem não se sente confortável com infinitos universos entre dois átomos.
A teoria da inflação é apoiada por alguns cientistas, principalmente porque suas previsões teóricas se comprovaram nas irregularidades da radiação cósmica de microondas de fundo. Novos universos surgiriam depois que a inflação terminasse neste universo, um novo universo por vez, em um processo eterno e infinito.
Multiversos realmente existem
Você já pensou que nosso universo pode ser apenas uma pequena parte de um enorme multiverso? Parece uma idéia de uma série de ficção científica de gosto duvidoso, mas na verdade é uma teoria científica que está ganhando cada vez mais força.
Físicos teóricos (baseados em física quântica e em outros princípios como a teoria das cordas) acham que há vários universos desconectados, chamados de bolhas, formando um todo que eles chamam de multiverso. Uma situação que torna a teoria dos multiversos mais provável é a quantidade de energia escura que o nosso universo tem. Nenhuma outra teoria existente sobre o nosso universo consegue explicar esse fenômeno. Mas se a teoria do multiverso for real essa quantidade de energia não só se torna explicável como é inevitável.
O problema com a teoria do multiverso é que, atualmente, não temos como prová-la – já que estaríamos em um universo completamente separado de outro. Se temos dificuldade em ver um planeta distante, imagine identificar um universo inteiro.
Eu disse que, atualmente, não podemos comprová-la, mas um cientista chamado Raphael Bousso, está tentando resolver esse problema.
Para calcular como encontrar esse multiverso e como medi-lo precisamos investir em probabilidades, tentar “chutar” quais serão as características principais dele (como a quantidade de energia escura que ele teria). Para calcular essas probabilidades é preciso uma medida – uma ferramenta matemática que ajuda na definição dessas probabilidades. Mas encontrar essa medida quando o assunto é o multiverso é muito difícil. Seria como comparar infinitos. “Qual infinito é maior?” – parece uma pergunta sem noção.
Então Bousso resolveu calcular essas probabilidades de acordo com a percepção de um habitante de uma bolha que forma um dos universos do multiverso. Nós, por exemplo.
Nosso universo surgiu do Big Bang, provavelmente um choque entre um universo e outro, e há uma variedade de universos que pode ser produzida dessa forma. Então ele poderia usar esse tipo de probabilidade e calcular a quantidade de energia escura que seria produzida sem, sequer, ver um outro multiverso. E a quantidade de energia foi bem similar ao valor atual, então parece que o negócio funciona.
Mas aplicar isso na prática é outra história. O problema é que pra funcionar mesmo, esses cálculos precisariam da quantidade inicial de vácuo no universo – e isso ainda é um mistério.
0 comentários