A realidade é um jogo de espelhos quânticos?

Peter Evans

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Imagine que você se senta e pega seu livro favorito, você olha para a imagem na capa, passa os dedos pela capa lisa do livro e sente aquele cheiro familiar de livro enquanto folheia as páginas, para você, o livro é feito de uma série de aparências sensoriais.

Mas você também espera que o livro tenha sua própria existência independente por trás dessas aparências, portanto, quando você coloca o livro na mesa de centro e entra na cozinha ou sai de casa para trabalhar, espera que o livro ainda tenha a aparência, a sensação e o cheiro de quando você o segurava.

Em Helgoland, o físico Carlo Rovelli apresenta uma nova maneira de pensar sobre a mecânica quântica – e a própria realidade.

Esperar que os objetos tenham sua própria existência independente – independente de nós e de quaisquer outros objetos – é na verdade uma suposição arraigada que fazemos sobre o mundo. Essa suposição tem sua origem na revolução científica do século 17 e faz parte do que chamamos de cosmovisão mecanicista. De acordo com essa visão, o mundo é como uma gigantesca máquina de relojoaria cujas partes são governadas por leis de movimento definidas.

Essa visão de mundo é responsável por grande parte de nosso avanço científico desde o século XVII, mas, como argumenta o físico italiano Carlo Rovelli em seu novo livro Helgoland , a teoria quântica – a teoria física que descreve o universo em escalas menores – quase certamente mostra que essa visão de mundo é falsa. Em vez disso, Rovelli argumenta que devemos adotar uma visão de mundo “relacional”.

O que significa ser relacional?

Durante a revolução científica, o pioneiro da física inglês Isaac Newton e seu homólogo alemão Gottfried Leibniz discordaram sobre a natureza do espaço e do tempo.

Newton afirmava que o espaço e o tempo agiam como um “contêiner” para o conteúdo do universo, ou seja, se pudéssemos remover o conteúdo do universo – todos os planetas, estrelas e galáxias – ficaríamos com espaço e tempo vazios. Esta é a visão “absoluta” de espaço e tempo.

Leibniz, por outro lado, afirmava que o espaço e o tempo nada mais eram do que a soma total das distâncias e durações entre todos os objetos e eventos do mundo, se removêssemos o conteúdo do universo, removeríamos também o espaço e o tempo. Esta é a visão “relacional” do espaço e do tempo: eles são apenas as relações espaciais e temporais entre objetos e eventos. A visão relacional de espaço e tempo foi uma inspiração fundamental para Einstein quando ele desenvolveu a relatividade geral.

Rovelli faz uso dessa ideia para entender a mecânica quântica, ele afirma que os objetos da teoria quântica, como um fóton, elétron ou outra partícula fundamental, nada mais são do que as propriedades que exibem ao interagir com – em relação a – outros objetos.

Essas propriedades de um objeto quântico são determinadas por meio de experimentos e incluem coisas como a posição, o momento e a energia do objeto, juntos, eles constituem o estado de um objeto.

De acordo com a interpretação relacional de Rovelli, essas propriedades são tudo o que existe para o objeto: não há nenhuma substância individual subjacente que “tenha” as propriedades.

Então, como isso nos ajuda a entender a teoria quântica?

Considere o conhecido quebra-cabeça quântico do gato de Schrödinger, colocamos um gato em uma caixa com algum agente letal (como um frasco de gás venenoso) desencadeado por um processo quântico (como a decomposição de um átomo radioativo) e fechamos a tampa.

O processo quântico é um evento casual, não há como prever, mas podemos descrevê-lo de uma forma que nos diga as diferentes chances de o átomo se decompor ou não em algum período de tempo. Como a cárie irá desencadear a abertura do frasco de gás venenoso e, portanto, a morte do gato, a vida ou morte do gato também é um evento puramente casual.

De acordo com a teoria quântica ortodoxa, o gato não está morto nem vivo até que abramos a caixa e observemos o sistema. Resta um enigma sobre como seria para o gato, exatamente, estar nem morto nem vivo.

Mas, de acordo com a interpretação relacional, o estado de qualquer sistema está sempre em relação a algum outro sistema, portanto, o processo quântico na caixa pode ter um resultado indefinido em relação a nós , mas ter um resultado definido para o gato .

Portanto, é perfeitamente razoável que o gato não esteja morto nem vivo para nós e, ao mesmo tempo, esteja definitivamente morto ou vivo. Um fato é real para nós, e outro fato é real para o gato. Quando abrimos a caixa, o estado do gato se torna definido para nós, mas o gato nunca esteve em um estado indefinido para si mesmo.

Na interpretação relacional, não há uma visão global da realidade do tipo “olho de Deus” (https://theconversation.com/quantum-philosophy-4-ways-physics-will-challenge-your-reality-150175).

O que isso nos diz sobre a realidade?

Rovelli argumenta que, uma vez que nosso mundo é, em última análise, quântico, devemos dar atenção a essas lições, em particular, objetos como seu livro favorito podem ter apenas suas propriedades em relação a outros objetos, incluindo você.

Felizmente, isso também inclui todos os outros objetos, como sua mesa de centro, portanto, quando você vai trabalhar, seu livro favorito continua a aparecer, como quando você o estava segurando. Mesmo assim, este é um repensar dramático da natureza da realidade.

Nessa visão, o mundo é uma intrincada teia de inter-relações, de modo que os objetos não têm mais sua existência individual independente de outros objetos – como um jogo interminável de espelhos quânticos. Além disso, pode muito bem não haver nenhuma substância “metafísica” independente constituindo nossa realidade que subjaz a esta teia.

Como diz Rovelli:

Não somos nada além de imagens de imagens, a realidade, incluindo nós mesmos, nada mais é do que um véu fino e frágil, além do qual … não há nada!

Peter Evans , pesquisador em início de carreira da ARC Discovery, Universidade de Queensland

Este artigo foi republicado de The Conversation (https://theconversation.com/) sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original (https://theconversation.com/is-reality-a-game-of-quantum-mirrors-a-new-theory-suggests-it-might-be-162936)

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