Imagine um físico sentado em uma gaiola com uma arma apontada diretamente para sua cabeça. A direção do spin de uma partícula aleatória na sala é medida a cada poucos segundos. Se o giro for em uma direção, a arma dispara e o físico morre. Se for para o outro, apenas um clique é ouvido e o físico sobrevive. Portanto, as chances de um físico sobreviver são de 50-50, certo?
Tudo pode não ser tão simples se vivemos em um multiverso - isto é, além do nosso universo, que chamamos de nosso, existem muitos outros.
Este cenário com um físico e uma arma dá início ao famoso experimento mental denominado “suicídio quântico”, e esta é uma maneira de tentar entender se vivemos em apenas um dos muitos (e potencialmente infinitos) universos.
Este experimento mental se baseia na mecânica quântica e na ideia de que não existe uma realidade objetiva única. Tudo o que vemos ao nosso redor é apenas uma das configurações possíveis de todas as probabilidades de que este ou aquele evento ocorra. Uma interpretação da mecânica quântica é que todos os outros conjuntos de probabilidades podem existir em seus próprios universos separados. Portanto, se você seguir o experimento de pensamento, dada essa interpretação, quando você medir a segunda partícula, o universo se dividirá em dois, cada um dos quais terá sua própria versão possível da ocorrência de eventos: em que o físico vive e em que o físico morreu.
Sua sobrevivência agora está ligada à probabilidade quântica, então ele parece estar vivo e morto ao mesmo tempo - apenas em universos diferentes. Se um novo universo se divide toda vez que uma partícula é medida, e a arma dispara ou não, então, em um desses universos, o físico acabará por sobreviver, digamos, a 50 medições de partículas. Isso pode ser comparado a uma moeda lançada 50 vezes consecutivas. A probabilidade de que 50 vezes seguidas dêem coroa é extremamente pequena, mas é - a chance tende a zero.
E se isso acontecer, o físico vai entender que o multiverso é real, e em um caso particular - no experimento descrito - o físico é realmente imortal, já que a arma nunca dispara. Mas ele também se tornará a única pessoa que sabe que esses universos paralelos existem. E quantos físicos terão que "gastar" para descobrir com certeza.
No entanto, existem outras versões mais inteligentes de múltiplos universos que são matematicamente apoiadas e potencialmente testáveis.
"Para algumas pessoas, os universos paralelos são como pular de um portal para outro mundo ou algo parecido", diz Matthew Johnson, físico do Perimeter Institute. "Mas isso é completamente diferente."
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A evidência real observável de múltiplos universos será difícil de encontrar, mas possível. E é assim que os físicos planejam fazer isso.
Versões multiverso
Na verdade, existem algumas teorias de um universo múltiplo, e o multiverso de um experimento mental com "suicídio quântico", onde toda possibilidade se torna realidade, é um dos mais radicais.
O físico do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Max Tegmark, sugere quebrar várias teorias do universo em quatro tipos diferentes para torná-lo mais fácil de pensar.
Vamos nos concentrar no primeiro nível do multiverso - essas versões são mais fáceis de entender do que outras. No primeiro nível, também temos uma boa chance de encontrar evidências que provam que o multiverso é real.
Universos múltiplos derivam de previsões matemáticas de teorias pré-existentes, e um multiverso de nível 1 é previsto por uma ideia altamente respeitada e poderosa na física: a inflação.
O que queremos dizer com "o universo"?
Para entender a ideia de múltiplos universos, primeiro você precisa definir o que queremos dizer quando dizemos "universo". Nossa definição de "universo" mudou mais de uma vez, por exemplo, quando inventamos o primeiro telescópio, olhamos para o espaço e descobrimos que as estrelas não estão presas ao céu por pregos e que a Terra não está sozinha no espaço.
Mas o universo é muito maior do que podemos ver através de um telescópio, diz Johnson. Nosso universo é apenas uma esfera de luz que teve tempo suficiente para chegar até nós. Se esperarmos mais um bilhão de anos, veremos ainda mais e nosso conceito de universo ficará de cabeça para baixo novamente, diz Tegmark.
Alguém que estiver em um planeta a trilhões de anos-luz de distância terá uma imagem completamente diferente do "universo" com base na quantidade de luz que atingiu seu planeta.
Não há como alcançarmos essas outras bolhas de universos por definição, porque não há como viajar mais rápido do que a luz. Embora não possamos vê-los, os físicos acreditam que ainda podem ser encontrados vestígios de seu nascimento.
Onde está a prova?
A ideia por trás da inflação é que, durante seu início, nosso universo passou por um período de rápida expansão (logo após o Big Bang), quando um nanômetro do espaço explodiu de repente 250 milhões de anos-luz em menos de um trilionésimo de segundo.
Depois que a inflação começou, ela nunca parou completamente. Em algumas áreas do espaço-tempo, ele pára, em que áreas do espaço se transformam em bolhas, como o universo que vemos ao redor, mas em outros lugares, o espaço continua a se expandir. Se a expansão é infinita, e muitos acreditam que sim, então novas bolhas de universos estão se formando constantemente. Isso deixa um rastro de bolha. Nós vagamos pelo espaço-tempo no jacuzzi espumoso dos universos.
Novamente, não há como nos comunicarmos com esses outros universos-bolha, porque não podemos viajar mais rápido que a luz. Mas teoricamente podemos provar que eles existem. E aqui está como.
Quando nosso universo-bolha se formou pela primeira vez, é possível que tenha colidido com outros universos-bolha que estão se formando ao redor do nosso. É improvável que ainda estejamos perto deles, uma vez que a expansão contínua do espaço-tempo nos leva cada vez mais longe.
No entanto, os efeitos das colisões iniciais podem ter ondulado a radiação cósmica de fundo (calor do Big Bang). Em teoria, poderíamos detectar essas ondulações com telescópios. Seria um disco descolorido - como uma contusão no corpo de um fundo de micro-ondas.
Jones está procurando por esses "hematomas", mas muito depende da rapidez com que outros universos-bolha apareceram e quantos deles podem existir. Se houver poucas bolhas, talvez nem as tenhamos encontrado.
O Telescópio Espacial Planck está atualmente ouvindo os céus em busca de evidências de tais colisões com outros universos.
O multiverso dentro do LHC
Diferentes físicos defendem diferentes teorias sobre o multiverso. Esta versão surge da teoria das cordas, bem como da ideia da existência de muitas outras dimensões às quais simplesmente não temos acesso (como na situação em que o herói de McConaughey entrou no filme "Interestelar"). Alguns físicos pensam que os universos paralelos estão se escondendo nessas dimensões extras.
Essa ideia de um multiverso também é testável
Os físicos estarão procurando por buracos negros microscópicos no Large Hadron Collider, que recentemente entrou em operação. O LHC não pode produzir um buraco negro que seja perigoso, mas de acordo com essa teoria, é possível criar buracos negros microscópicos que evaporam instantaneamente. A presença de buracos negros significaria que a gravidade do nosso universo está penetrando em dimensões extras.
“Uma vez que a gravidade pode fluir para fora do nosso Universo em dimensões extras, esse modelo pode ser testado com a descoberta de buracos negros em miniatura no LHC”, disse o físico Mir Faisal. “Calculamos a energia para detectar esses buracos negros no arco-íris gravitacional. Se encontrarmos buracos negros nessa energia, sabemos que tanto a teoria do arco-íris gravitacional quanto a teoria das dimensões extras estão corretas.
Isso seria uma evidência convincente para a teoria das cordas e universos paralelos, e também ajudaria a explicar por que a gravidade é muito mais fraca do que outras forças fundamentais.
No entanto, ainda não há uma confirmação séria. Apenas dúvidas
“Acredito apenas no que é suportado por evidências experimentais concretas e testáveis, e o conceito de universos paralelos não pode se gabar disso”, diz Brian Green, um físico teórico da Universidade de Columbia.
O problema, diz Johnson, é que os físicos estão se afastando das discussões filosóficas de múltiplos universos. Alguns querem apenas testar a ideia. Outros sustentam teorias radicais e não testáveis. Tegmark diz que tentará fazer experiências com o suicídio quântico quando estiver velho e frágil. Mas vamos torcer para que ele esteja apenas brincando.
