No coração da física moderna, jaz o enigma que transcende as fronteiras entre o palpável e o abstrato, o determinado e o aleatório.
Este enigma é a mecânica quântica, uma área da ciência que, desde o século XX, tem desafiado nossa compreensão do universo e de suas leis fundamentais, introduzindo um novo paradigma: ao invés de certezas absolutas, a mecânica quântica oferece probabilidades. Mas será que este universo quântico é mais determinístico do que supúnhamos inicialmente?
O experimento mental do gato de Schrödinger, concebido em 1935 pelo físico austríaco Erwin Schrödinger, ilustra essa natureza probabilística de forma fascinante. Imagine um gato preso numa caixa com um frasco de veneno, que pode ou não ser quebrado por um evento aleatório, como a decomposição radioativa. Neste cenário, dentro da física quântica, o gato seria descrito por uma “função de onda” em superposição dos estados “vivo” e “morto”. A função de onda, ao ser medida, “salta” aleatoriamente para um desses estados, e a mecânica quântica específica apenas a probabilidade de cada possibilidade ocorrer.
Portanto, inicialmente, parecia que a chegada da mecânica quântica eliminava a noção de determinismo.
Contudo, a história aceita até então pode não ser completa. Desenvolvimentos na segunda metade do século XX sugeriram que o universo quântico pode ser, de fato, mais determinístico que um universo clássico, e isso por duas razões principais, sendo a primeira delas, a técnica. As leis de Newton permitem situações em que o passado não determina completamente como as coisas se moverão no futuro. Por exemplo, essas leis não limitam a aceleração de um objeto, teoricamente permitindo que um objeto clássico alcance o infinito espacial em um tempo finito. Invertendo este processo, temos os chamados “invasores do espaço” — objetos que surgem do infinito espacial sem conexão causal com qualquer outra coisa no universo, desafiando a previsibilidade do determinismo.
Esta problemática é parcialmente resolvida pela teoria da relatividade especial de Einstein, que introduziu um limite de velocidade universal: a velocidade da luz. No entanto, infinitos indisciplinados também são um problema na relatividade de Einstein, uma teoria clássica. As equações da relatividade geral conduzem a “singularidades” de curvatura infinita, mais notoriamente em buracos negros e no Big Bang, no início do universo. As singularidades são como lacunas no espaço-tempo onde a teoria deixa de se aplicar, ou seja, em alguns casos, qualquer coisa pode emergir delas (ou desaparecer nelas), ameaçando o determinismo.
Muitos físicos acreditam que a teoria quântica pode vir para resolver o problema, removendo tais singularidades, transformando, por exemplo, o Big Bang em um “Big Bounce” (grande salto ou rebote, em tradução livre), com um universo que continua a evoluir suavemente do outro lado da singularidade. Se estiverem corretos, uma teoria da “gravidade quântica”, que unifique completamente a teoria quântica, predizendo o comportamento da matéria nas menores escalas, e a relatividade de Einstein, que engloba a evolução em larga escala do universo, poderia suavizar as lacunas no espaço-tempo e restaurar o determinismo.
Mas existe uma razão ainda mais profunda pela qual o universo quântico pode ser mais determinístico…
Fonte: Nature
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