A existência de universos paralelos pode parecer uma questão fantástica que apenas os escritores de ficção científica podem se fazer e que nada tem a ver com a física teórica moderna. Mas a ideia de que vivemos em um universo múltiplo de universos paralelos há muito é considerada cientificamente sólida - embora altamente controversa. No entanto, a busca por maneiras de testar essa teoria, incluindo a varredura do céu em busca de colisões com outros universos, está bem encaminhada.
É importante ter em mente que a teoria dos universos múltiplos não é realmente uma teoria, mas sim uma consequência de nossa compreensão atual da física teórica. Isso é uma diferença importante. Não podemos desistir e dizer: "Ok, vamos ter um multiverso." Que nosso universo poderia ser um entre muitos outros segue de teorias atuais como a mecânica quântica e a teoria das cordas.
Interpretação de muitos mundos
Você pode ter ouvido falar do experimento mental com o gato de Schrödinger, um animal assustador que vive em uma caixa fechada. O ato de abrir a caixa permite-nos descobrir uma das possíveis histórias do nosso futuro gato, incluindo aquela em que está vivo e morto. A razão pela qual isso parece impossível é porque nossa intuição humana simplesmente não está familiarizada com esse resultado.
No entanto, de acordo com as estranhas regras da mecânica quântica, esse futuro é perfeitamente possível. A razão pela qual isso pode acontecer é por causa do vasto espaço de possibilidades na mecânica quântica. Matematicamente, um estado mecânico quântico é a soma (superposição) de todos os estados possíveis. No caso do gato de Schrödinger, o gato está em uma superposição dos estados "vivo" e "morto".
Mas como podemos alinhar tudo isso com nosso bom senso? Pode-se supor que, de todos esses estados, apenas um é "objetivamente verdadeiro": o qual observamos. Mas pode-se supor que todas as possibilidades são verdadeiras e que existem em diferentes universos de um universo múltiplo.
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Paisagem de cordas
A teoria das cordas é uma das nossas mais (se não a mais) promissoras áreas de pesquisa que podem combinar a mecânica quântica e a gravidade. Isso é extremamente difícil, uma vez que a força gravitacional é difícil de descrever em pequenas distâncias, onde os átomos e as partículas subatômicas funcionam - no reino 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 simultaneamente: gravidade, eletromagnetismo e interações nucleares.
No entanto, para que a teoria das cordas funcione matematicamente, ela requer um mínimo de dez dimensões físicas. Visto que só podemos observar quatro dimensões: altura, largura, profundidade (espacial) e tempo (temporal), as dimensões extras da teoria das cordas devem ser ocultadas de alguma forma.
Para usar essa teoria para explicar os fenômenos físicos que conhecemos, essas dimensões extras devem ser “compactadas”, enroladas de forma que não possam ser vistas. Talvez em cada ponto de nossas quatro dimensões principais, haja seis dimensões adicionais indistinguíveis.
O problema, ou, como alguns diriam, a característica da teoria das cordas é que existem muitas maneiras de fazer essa compactação - 10 ^ 500 possibilidades. Cada uma dessas compactificações leva a um universo com diferentes leis físicas - com diferentes massas de elétrons e constantes gravitacionais. No entanto, também existem objeções energéticas à metodologia de compactação, de modo que o problema não pode ser considerado resolvido.
De tudo isso, surge a pergunta: em qual das possíveis paisagens de cordas vivemos? A própria teoria das cordas não fornece um mecanismo para essa previsão, tornando-a inútil devido à sua natureza não testável. Felizmente, a ideia por trás de nossa exploração da cosmologia do início do Universo transformou esse bug em um recurso.
Universo primitivo
Na época do universo mais antigo, mesmo antes do Big Bang, o universo passou por um período de expansão acelerada - a inflação. A inflação foi originalmente destinada a explicar por que a temperatura do universo observável atual é quase uniforme.
No entanto, essa teoria também previu um espectro de flutuações de temperatura em torno desse equilíbrio, que foi posteriormente confirmado pelo Cosmic Backgroung Explorer, Wilkinson Microwave Anisotropy Probe e pela espaçonave PLANCK.
Embora os detalhes exatos dessa teoria ainda sejam calorosamente debatidos, a inflação é bem recebida pelos físicos. No entanto, a implicação dessa teoria é que deve haver outras partes do universo que ainda estão se acelerando.
No entanto, devido às flutuações quânticas no espaço-tempo, algumas partes do universo nunca chegarão ao estado final de inflação. Isso significa que o universo, pelo menos de acordo com nosso entendimento atual, estará em um estado de inflação perpétua. Algumas de suas partes podem eventualmente se tornar outros universos, estes, por sua vez, diferentes. Esse mecanismo produz um número infinito de universos.
Se você combinar este cenário com a teoria das cordas, existe a possibilidade de que cada um desses universos tenha uma compactação diferente de dimensões extras e, portanto, diferentes leis físicas.
Testando a teoria
Esses universos, previstos pela teoria das cordas e da inflação, que vivem no mesmo espaço físico (ao contrário de muitos universos da mecânica quântica que vivem no espaço matemático) podem se sobrepor ou colidir. Eles inevitavelmente colidirão, deixando possíveis assinaturas no céu cósmico que podemos tentar procurar.
Os detalhes exatos dessas assinaturas dependem de modelos específicos - de pontos frios a pontos quentes no fundo de micro-ondas cósmico a vazios anômalos na distribuição de galáxias. No entanto, uma vez que as colisões com outros universos devem ocorrer em uma direção específica, qualquer assinatura deve quebrar a uniformidade de nosso universo observável.
Os cientistas estão procurando ativamente por essas assinaturas. Alguns estão perscrutando as marcas da radiação cósmica de fundo em microondas, o brilho posterior do Big Bang. No entanto, nenhuma dessas assinaturas foi encontrada. Outros procuram uma confirmação indireta na forma de ondas gravitacionais, ondulações na estrutura do espaço-tempo que aparecem quando objetos massivos passam por ele. Essas ondas podem confirmar diretamente a existência de inflação, o que fortalecerá ainda mais a teoria dos universos múltiplos.
Se podemos provar sua existência ou não, ainda não se sabe. Mas, dadas as enormes implicações de tais evidências, certamente vale a pena continuar a busca.
ILYA KHEL
