A tessitura da realidade pode ser mais “fantasmagórica” do que pensamos, argumenta um livro recente

(Inside Science) – Eu ando questionando algumas noções básicas acerca da natureza da realidade depois de ler “Spooky Action at a Distance,” (“Fantasmagórica Ação à Distância”), um novo livro escrito por meu amigo e colega George Musser. Eu me junto a vários outros em ver Musser como um dos melhores escritores de ciências que cobrem a pesquisa de ponta da física. (A título de apresentação adicional, ele pertenceu ao comitê do American Institute of Physics que aconselhava o Inside Science.) Seu livro contém ideias fascinantes que ampliam nossos horizontes, e eu passei vários dias pensando sobre elas afinal.

Fazendo uma síntese de várias ideias do “estado-da-arte” da pesquisa de física, Musser apresenta uma argumentação altamente plausível de que nossa percepção do espaço pode ser uma ilusão. Por “espaço”, eu não quero dizer apenas o espaço exterior, mas todo o mundo que nos cerca, inclusive as três dimensões de seu quarto, a colorida paisagem de sua janela e a distância entre sua casa e seu local de trabalho. É isso mesmo: seu percurso diário pode ser fundamentalmente apenas uma ilusão, de acordo com essas teorias emergentes. Ainda são necessários tempo e eenrgia para chegar onde você precisa ir, mas o que você vê da janela de seu meio de transporte pode não ser exatamente aquilo que parece.

Esse tipo de re-pensamento radical não é sem precedentes. Já passamos por uma situação similar com a gravidade. No quadro da gravidade de Isaac Newton, um que ele achou preocupante naquela época, dois objetos tais como a Terra e o Sol exerciam uma atração mútua, muito embora estivessem separados por uma grande distância: Era como se eles estivessem atuando um sobre o outro por meio de um campo de força invisível. No quadro muito diferente da gravidade de Einstein, a massa do Sol distorece a tessitura do sistema solar como uma bola de boliche sobre uma lona. A Terra e os outros planetas rolam por sobre essa lona deformada, produzindo a ainda convincente ilusão de que suas órbitas são causadas por um campo de força invisível.

Sabendo disso, não é surpresa alguma que os físicos estejam re-imaginando o conceito de espaço. Mas ainda é chocante ler a explicação de Musser de que esse “espaço” pode nem existir fundamentalmente. O livro cita o cosmologista e escritor da Caltech Sean Carroll que declarou: “O espaço é totalmente superestimado… é totalmente falso. O espaço é apenas uma aproximação que julgamos útil em certas circunstâncias”

Conquanto eu continue ao menos um pouco cético — o espaço parece funcionar perfeitamente bem na descrição do universo em torno de nós — o livro apresenta argumentos que nos fazem coçar a cabeça e reconsiderar a tessitura da realidade. Existem anomalias suficientes no universo para me fazerem parar para tomar fôlego. E, como aponta Musser, Albert Einstein foi um dos primeiros para apontá-las.

Nos anos 1930, Einstein usou a expressão “ação fantasmagórica à distância” para descrever as possíveis consequências da mecânica quântica. Na então emergente descrição do mundo submicroscópico, duas partículas, separadas em seu nascimento — criadas em um processo como o decaimento de um átomo — podem continuar a afetar uma à outra, mesmo que viajem para lados opostos do universo. Elas seriam capazes de influenciar uma a outra ainda mais rápido do que a luz poderia cobrir a distância entre elas. Um Einstein cético cunhou a expressão “fantasmagórica” para aquilo que ele via como essa previsão estranha da mecânica quântica. Ele pensava que uma teoria mais completa da natureza seria capaz de descartar essa aparente violação do limite máximo de velocidade, a velocidade da luz. No entanto, os experimentadores confirmaram esta “ação fantasmagórica” — melhor conhecida como entrelaçamento quântico — realmente acontece.

Agora, os físicos que lidam com pesquisas de ponta, estão cada vez mais descobrindo que esse tipo de fantasmagoria pode ser capaz de descrever a realidade ainda melhor do que o famoso físico poderia imaginar, o que afeta nossas mais profundas noções sobre espaço.

A distância entre objetos — ou sua proximidade — pode ser tudo uma ilusão, de acordo com a pesquisa que Musser descreve em seu livro.

Recentemente, os físicos descobriram que fica muito mais fácil calcular os resultados de deacimentos múltiplos de partículas super-complicados,  se não levarmos em conta o espaço local em torno delas. Anteriormente, os físicos (e os estudantes de pós-graduação em física) estudariam exaustivamente cada vizinho de cada partícula nesses decaimentos, porém, se ingorarmos sua aparente configuração no espaço, se pode chegar às mesmas respotas corretas de modo muito mais fácil.

E então temos a baleia branca da física — o buraco negro. Um alvo de intensos estudos, esses objetos podem guardar os segredos de várias coisas, inclusive o entrelaçamento. Os buracos negros engolem a matéria com voracidade, mas… para onde ela vai? Muito embora a teoria corrente sugira que o centro de um buraco negro contenha algo totalmente contra-intuitivo — um ponto de densidade infinita conhecido como singularidade — os físicos sabem que estão deixando escapar algo acerca de buracos negros. Pode ser que nosso conceito de espaço como um armazém de matéria, seja parte do problema?

Musser aponta o fato de que um buraco negro com dias vezes a massa de outro buraco negro, deveria ser oito vezes maior, da mesma forma que, se soprarmos um balão até que tenha o dobro do raio original, ele ficará oito vezes maior. Porém um buraco negro com o dobro do raios de outro parece ter apenas o dobro da massa, o que faz parecer que ele está armazenando menos massa do que o esperado. Isso sugere várias possibilidades, tais como a matéria ir para outro lugar no universo — ou talvez algum aspecto de sua aparência externa seja ilusório. Felizmente, o comportamento da superfície externa de um buraco negro — o horizonte de eventos — parece ser um terreno fertil para compreender todo o buraco negro e descobrir uma nova física. E isto nos traz ao que realmente pode estar acontecendo com o espaço.

Tal como a superfície externa do buraco negro pode explicar o que acontece em seu interior, a teoria do “universo holográfico” sugere que o interior de nosso universo pode ser descrito pela compreensão da física das bordas do universo que, infelizmente, não podemos acessar. Como analogia, imaginemos se pudessemos compreender absolutamente tudo o que se passa dentro da Terra, se compreendessemos o comportamento de sua superfície. A Terra tem três dimensões, mas sua superfície é descrita por duas — latitude e longitude. Similarmente, as fronteiras do universo observável teriam essa uma dimensão a menos que seu interior, porém pode ser que ela pudesse explicar completamente seu funcionamento, de acordo com o princípio holográfico.

Seguindo linhas de raciocínio similares, no livro de Musser, o filósofo Jenann Ismael se pergunta se o universo é semelhante a um caleidoscópio, onde a luz atinge objetos individuais e reflete em espelhos criando múltiplas imagens idênticas. Talvez o entrelaçamento que ocorre entre duas partículas a grandes distâncias, seja na verdade, em um nível mais fundamental, a projeção de uma única coisa sobre algo que percebemos como dois pontos distintos no espaço.

Então, será o espaço realmente uma ilusão? Nós supusemos que o espaço é um ingrediente fundamental da realidade, tal como uma tela para uma pintura. A teoria recentemente proposta, porém ainda rudimentar, da “grafidade quântica” (um torcadilho de gravidade quântica e teoria dos grafos) tenta combinar a mecânica quântica e a gravidade, ignorando o espaço e simplesmente explorando os relacionamentos entre objetos conhecidos como “grãos”, que são os “dublês” para os constituentes fundamentais tais como a matéria. Os grãos podem formar uma rede de conexões com outros grãos; um grão pode interagir com outro grão de eles tiverem energia suficiente. O que percebemos como uma distância física, seria, na verdade, a quantidade de energia para que esses dois objetos interajam.

Qual é minha opinião sobre tudo isso? Falando como escritor de ciências que cobriu um bocado de pesquisas em física, porém sem um Ph.D. em física, sem embargo, tenho algumas reservas. O espaço desempenha um ótimo serviço em nos ajudar a compreender a realidade. Eu não me sinto à vontade em descartar postulados válidos acerca do espaço, na tentativa de acomodar alguns casos importantes. Fenômenos tais como buracos negros e entrelaçamento são muito importantes, mas eles parecem representar exceções especiais e incomuns do universo e não a maior parte do que existe ou acontece. Por exemplo, os físicos lutam para construir um computador quântico porque é difícil entrelaçar mais do que uma dúzia de átomos, mesmo por um breve período de tempo. Um efeito preponderante, chamado de decoerência, não abordado no livro relativamente breve de Musser, frequentemente estraga o efeito do entrelaçamento, antes que as partículas possam fazer qualquer fantasmagoria.

Por outro lado, existem questões importantes não resolvidas no universo, inclusive como partículas parecerem poder se comunicar mais rápido que a velocidade da luz. Então, talvez precisemos de uma teoria mais abrangente para explicar tudo. No caso da gravidade, a ilusão de que o Sol puxa a Terra e os planetas, funciona bem para a maioria dos propósitos, mesmo em termos científicos. Só são basicamente necessárias as três leis de Newton para pousar na Lua. Entretanto, quando se quer explicar sutilezas tais como os estranhos movimentos de Mercúrio em torno do Sol que não podem ser resolvidos pelas equações de Newton, precisamos da relatividade geral de Einstein.

Se o espaço não é o que parece, então o que é? Minha melhor analogia seria um grupo de crianças jogando “Minecraft” em diferentes computadores. Elas podem perceber que estão construindo juntas uma bela casa em 3-D, uma que todas podem ver, mas o que fundamentalmente está acontecendo é que elas estão dando inputs em seus computadores e recebendo outputs dele. A casa não existe realmente — o que realmente acontece é apenas uma série de inputs e outputs em seus computadores.

Como alternativa, imagine estar no holodeck de Star Trek, uma câmara na qual são projetadas imagens de forma a causar uma ilusão de realidade em 3-D. O holodeck parece completamente real para aqueles que estão dentro dele e os personagens de Star Trek têm experiências válidas nele. Mas na verdade é tudo uma ilusão. Dessa forma, a experiência no holodeck é inteiramente válida para aqueles imersos naquela realidade virtual, mas a realidade maior é outra coisa está realmente acontecendo.

De forma tal que é uma questão em aberto se seu trajeto para o trabalho pode ser uma questão de ter suficiente energia e tempo para chegar lá — e pode não qualquer relação com espaço. Talvez esteja na hora de pensarmos novamente no espaço — o livro de Musser certamente vai encorajá-lo a fazer isso.

Ben P. Stein é o diretor do Inside Science e cobriu ciências físicas como escritor e editor desde 1991. Seu twitter é @bensteinscience.