O universo está onde sempre esteve e sempre estará. Pelo menos é o que nos foi dito e segue da própria palavra "Universo". Mas seja qual for a verdadeira natureza do universo, nossa capacidade de reunir informações sobre ele é fundamentalmente limitada. 13,8 bilhões de anos se passaram desde o Big Bang, e a velocidade com que a informação viaja - a velocidade máxima, a velocidade da luz - é limitada. Portanto, embora o universo inteiro possa ser verdadeiramente ilimitado, o universo observável não é.
De acordo com as principais ideias da física teórica, nosso Universo pode ser uma pequena região de enormes universos múltiplos, que podem ser infinitos. Algumas dessas idéias são realmente científicas, e outras são puramente especulativas e ilusórias. Vamos aprender como separá-los. Mas primeiro, uma rápida explicação.
Existem vários universos?
O Universo moderno nos oferece alguns fatos interessantes que são muito fáceis de observar e verificar, pelo menos com a ajuda de objetos científicos de classe mundial. Sabemos que o Universo está se expandindo: podemos medir as propriedades das galáxias, descobrir sua distância e velocidade de afastamento de nós. Quanto mais longe, mais rápido são removidos. No contexto da relatividade geral, isso significa que o universo está se expandindo.
E se o universo está se expandindo hoje, isso significa que era menor e mais denso no passado. Se você for fundo o suficiente no passado, descobrirá que também era mais homogêneo (porque a gravidade demorava para reunir tudo em pilhas) e mais quente (porque comprimentos de onda mais curtos de luz significam energias e temperaturas mais altas). Isso nos traz de volta ao Big Bang.
Mas o Big Bang não foi o início do universo. Podemos olhar para o passado apenas até certo ponto no tempo, após o qual as previsões do Big Bang deixam de se concretizar. Existem várias observações de coisas no universo que o Big Bang não explica, mas a teoria da inflação cósmica sim.
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Na década de 1980, várias implicações teóricas da inflação foram desenvolvidas, incluindo:
- como deve ser a semeadura de estruturas em grande escala;
- que as flutuações de temperatura e densidade devem existir em uma escala que exceda o horizonte cósmico;
- que todas as regiões do espaço, mesmo com flutuações, devem ter entropia constante;
- deve ser a temperatura máxima atingida pelo Big Bang.
Nas décadas de 1990, 2000 e 2010, essas quatro previsões foram confirmadas por observação com alta precisão. A inflação cósmica está ganhando.
A inflação nos diz que antes do Big Bang, o universo não estava cheio de partículas, antipartículas e radiação. Em vez disso, foi preenchido com a energia inerente ao próprio espaço, e essa energia fez com que o espaço se expandisse rápida, inexoravelmente e exponencialmente. Em algum ponto, a inflação acabou e toda (ou quase toda) essa energia acabou sendo convertida em matéria e energia, iniciando um Big Bang quente. O fim da inflação marcou o início do Big Bang. Ou seja, houve um Big Bang, mas não no início.
Se essa fosse a história completa, teríamos um universo extremamente grande em nossas mãos. Suas propriedades seriam as mesmas em todos os lugares, as leis são as mesmas e as partes que estão além do horizonte visível seriam semelhantes ao lugar onde estamos, mas seria impossível chamá-los de universos múltiplos.
Ou seja, não seria possível até que você se lembrasse de que tudo o que existe fisicamente deve ser quântico na natureza. Mesmo a inflação, com todas as incógnitas que a cercam, deve ser um campo quântico.
Se você precisa da inflação para ter as propriedades dos campos quânticos:
- em suas propriedades deve haver incertezas inerentes a eles;
- o campo deve ser descrito por uma função de onda;
- os valores dos campos se estendem ao longo do tempo;
então você chegará a uma conclusão incomum.
A inflação não terminou em todos os lugares ao mesmo tempo, mas em locais separados, escolhidos e independentes, enquanto o espaço entre eles continuou a aumentar. Deve haver várias grandes regiões do espaço onde termina a inflação e começa o Big Bang, mas elas nunca se encontrarão porque estão separadas por regiões de espaço que incha. Uma vez iniciada, a inflação continuará de forma segura e indefinida, pelo menos em alguns lugares.
Quando a inflação acaba, temos um Big Bang. A parte do Universo que observamos é apenas uma parte da região em que a inflação acabou, além da qual existe muito do Universo não observável. E há um grande número de regiões, divididas entre si, com exatamente a mesma história.
Essa é a ideia de múltiplos universos. Como você pode ver, ele se baseia em dois aspectos da física teórica independentes, bem estabelecidos e amplamente aceitos: a natureza quântica de tudo e as propriedades da inflação cósmica. Não há como medi-lo e não há como medir a parte inobservável do universo. Mas as duas teorias subjacentes a ela, inflação e física quântica, mostraram seu valor. Se estiverem corretos, múltiplos universos serão a consequência inevitável disso, e viveremos neles.
E daí? Existem muitas implicações teóricas que são inevitáveis, mas que não podemos saber com certeza porque não podemos verificá-las. Universos múltiplos são uma dessas consequências. Não que seja útil, é apenas uma previsão interessante que vem de teorias.
Por que tantos físicos teóricos estão escrevendo artigos sobre múltiplos universos? Sobre o tema dos universos paralelos e sua relação com o nosso? Por que eles afirmam que múltiplos universos estão amarrados a cordas, uma constante cosmológica e o fato de que nosso universo está idealmente ajustado para a vida?
Porque eles não têm ideias melhores.
No contexto da teoria das cordas, existe uma enorme lista de parâmetros que podem, em princípio, assumir quase qualquer valor. Essa teoria não faz previsões para eles, então somos forçados a descobrir seus significados no contexto do string vacua. Se você já ouviu falar de números incrivelmente grandes, como a famosa potência de 10 elevado a 500, que aparecem na teoria das cordas, eles se referem aos possíveis significados do vácuo das cordas. Ainda não sabemos o que são ou por que têm tais significados. Ninguém sabe como contá-los.
Então, em vez de dizer: "Estes são universos múltiplos!", As pessoas pensam assim:
- Não sabemos por que as constantes fundamentais têm os valores que têm.
- Não sabemos por que as leis da física são o que são.
- A teoria das cordas é uma estrutura que pode fornecer nossas constantes fundamentais às nossas leis da física, bem como outras leis ou constantes.
- Conseqüentemente, se temos enormes universos múltiplos, nos quais diferentes regiões terão diferentes leis e constantes, um deles pode ser o nosso.
O problema é que tudo isso não é apenas puramente especulativo, mas não há razão, dada a inflação e a física quântica, para acreditar que o aumento do espaço-tempo tenha diferentes leis ou constantes em diferentes regiões.
Não gosta dessa abordagem de raciocínio? E ninguém gosta disso.
Como já descobrimos, múltiplos universos não são uma teoria científica em si. Em vez disso, é uma consequência teórica das leis da física em seu entendimento mais completo. Mesmo se você tiver um universo inflacionário governado pela física quântica, você ficará apegado a ele. Mas - como a teoria das cordas - ela tem problemas: não prevê nada do que observamos e não poderíamos explicar sem ela, e não prevê nada de concreto que possamos observar.
Neste universo físico, é importante observar tudo o que pudermos e coletar pouco a pouco qualquer conhecimento a que tenhamos acesso. Somente a partir de um conjunto completo de dados que esperamos estejam corretos, será possível fazer julgamentos científicos sobre a natureza do universo. Algumas dessas descobertas terão consequências que não podemos medir e provar: a existência de múltiplos universos, por exemplo. Mas quando as pessoas falam sobre constantes fundamentais, sobre as leis da física, sobre os valores dos vácuos das cordas, elas não estão envolvidas na ciência, estão apenas conversando. Você pode fofocar sobre múltiplos universos o quanto quiser e citar os trabalhos proeminentes de tais teóricos como exemplo, mas não pode fazer uma visão científica disso.
Ilya Khel
