LN – Mecânica Quântica: Quão Possível É o Futuro Influenciar o Passado?

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Em 2022, o Prêmio Nobel de Física foi concedido ao trabalho experimental que mostrava que o mundo quântico deve quebrar algumas de nossas ideias fundamentais sobre como o universo funciona.

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Muitos olham para esses experimentos e concluem que eles desafiam a “localidade”: o princípio de que objetos distantes precisam de um mediador físico para interagir. Na verdade, uma conexão misteriosa entre partículas distantes seria uma maneira de explicar esses resultados experimentais.

Outros, no entanto, pensam que os experimentos desafiam o “realismo”, a ideia de que existe um estado de coisas objetivo subjacente à nossa experiência. Afinal, os experimentos só são difíceis de explicar se você pensar que nossas medições correspondem a algo real. De qualquer maneira, muitos físicos concordam com o que foi chamado de “morte experimental” do realismo local.

O mundo quântico deve quebrar algumas de nossas ideias fundamentais sobre como o universo funciona

O mundo quântico deve quebrar algumas de nossas ideias fundamentais sobre como o universo funciona (GETTY /)

E se ambas as hipóteses puderem ser salvas às custas de uma terceira? Um grupo crescente de especialistas acredita que devemos abandonar a suposição de que ações presentes não podem afetar eventos passados. Chamada de “retrocausalidade”, essa opção visa resgatar tanto a localidade quanto o realismo.

Causalidade

O que é causalidade afinal? Vamos começar com a linha que todo mundo conhece: correlação não é causalidade. Algumas correlações são causais, mas não todas. Qual é a diferença? Considere dois exemplos:

  • 1. Existe uma correlação entre a agulha do barômetro e o clima, e é por isso que aprendemos sobre o clima olhando para o barômetro. Mas ninguém pensa que a agulha do barômetro está causando o clima.
  • 2. Beber café forte está relacionado a uma frequência cardíaca elevada. Parece correto dizer que o primeiro está causando o segundo.

A diferença é que se “movermos” a agulha do barômetro, não mudaremos o clima. O clima e a agulha do barômetro são controlados por um terceiro fator, a pressão atmosférica, de modo que estão correlacionados. Quando nós mesmos controlamos a agulha, quebramos o vínculo com a pressão do ar e a correlação desaparece.

Mas se intervirmos para mudar o consumo de café de alguém, geralmente também mudaremos sua frequência cardíaca. As correlações causais são aquelas que ainda se mantêm quando movemos uma das variáveis.

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A ciência de procurar essas fortes correlações é chamada de “descoberta causal”.. É um ótimo nome para uma ideia simples: descobrir o que mais muda quando movemos as coisas ao nosso redor.

Na vida cotidiana, tendemos a presumir que os efeitos de um movimento aparecerão depois do próprio movimento. Essa é uma suposição tão natural que não percebemos que a estamos fazendo.

No entanto, nada no método científico exige que isso aconteça. Em algumas religiões, por exemplo, rezamos para que nossos entes queridos estejam entre os sobreviventes do naufrágio de ontem. Estamos imaginando que algo que fazemos agora pode afetar algo no passado. Isso é retrocausalidade.

retrocausalidade quântica

A ameaça quântica à localidade (de que objetos distantes precisam de um mediador físico para interagir) surge de um argumento do físico norte-irlandês John Bell na década de 1960.

Bell considerou experimentos nos quais dois físicos hipotéticos, Alice e Bob, recebem partículas de uma fonte comum. Cada um escolhe uma das várias configurações de medição e, em seguida, registra uma medição. Repetido muitas vezes, o experimento gera uma lista de resultados.

Bell percebeu que a mecânica quântica prevê que haverá estranhas (agora confirmadas) correlações nesses dados. Eles pareciam sugerir que a escolha de Alice tem uma sutil influência “não local” no resultado de Bob e vice-versa, embora Alice e Bob possam estar separados por anos-luz. Diz-se que o argumento de Bell representa uma ameaça à teoria da relatividade especial de Albert Einsteinque é uma parte essencial da física moderna.

Diz-se que o argumento de Bell representa uma ameaça à teoria da relatividade especial de Albert Einstein

Diz-se que o argumento de Bell representa uma ameaça à teoria da relatividade especial de Albert Einstein

Bell assumiu que as partículas quânticas não sabem quais medições encontrarão no futuro. Os modelos retrocausais propõem que As escolhas de medição de Alice e Bob afetam as partículas na fonte. Isso pode explicar as estranhas correlações, sem quebrar a relatividade especial.

Em trabalhos recentes, propusemos um mecanismo simples para a correlação ímpar: envolve um fenômeno estatístico conhecido chamado viés de Berkson.

Existe agora um grande grupo de acadêmicos trabalhando em retrocausalidade quântica.. Mas ainda é invisível para alguns especialistas no campo mais geral. É confundido com uma visão diferente chamada “superdeterminismo”.

O que é superdeterminismo?

O superdeterminismo concorda com a retrocausalidade no sentido de que as escolhas de medição e as propriedades subjacentes das partículas estão de alguma forma correlacionadas.

No entanto, o superdeterminismo o trata como a correlação entre o clima e a agulha do barômetro. Suponha que haja uma terceira coisa misteriosa, um “superdeterminante”, que controla e correlaciona tanto nossas escolhas quanto as partículasda mesma forma que a pressão atmosférica controla o clima e o barômetro.

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O superdeterminismo nega que as opções de medição sejam coisas que podemos mover livremente à vontade, elas são predeterminadas. Movimentos livres quebrariam a correlação, assim como no caso do barômetro.

Os críticos objetam que o superdeterminismo enfraquece as suposições básicas necessárias para realizar experimentos científicos. Eles também dizem que isso significa negar o livre arbítrio, porque algo está controlando tanto as opções de medição quanto as partículas.

Essas objeções não se aplicam à retrocausalidade. Os retrocausalistas fazem descobertas científicas causais da maneira habitual, livre e sinuosa. Dizemos que são as pessoas que descartam a retrocausalidade que esquecem o método científico, caso se recusem a seguir as evidências.

Um grande grupo de estudiosos trabalhando em retrocausalidade quântica

Um grande grupo de acadêmicos trabalhando em retrocausalidade quântica (GETTY /)

Evidência

Qual é a evidência para a retrocausalidade? Críticos pedem evidências experimentais, mas essa é a parte fácil: os experimentos relevantes acabaram de ganhar um Prêmio Nobel. A parte complicada é mostrar que a retrocausalidade dá a melhor explicação para esses resultados.

Mencionamos o potencial para remover a ameaça à relatividade especial de Einstein. Essa é uma grande pista, em nossa opinião, e é surpreendente que tenha demorado tanto para ser explorada. A confusão com o superdeterminismo parece ser a principal culpada.

Além disso, nós e outros argumentamos que a retrocausalidade dá mais sentido ao fato de que o micromundo das partículas não se importa com a diferença entre o passado e o futuro.

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Não queremos dizer que tudo é simples. A maior preocupação com a retrocausalidade é a possibilidade de enviar sinais ao passado, abrindo a porta para os paradoxos da viagem no tempo..

Mas, para fazer um paradoxo, o efeito deve ser medido no passado. Se nossa jovem avó não pode ler nosso conselho para evitar casar com o vovô, o que significa que não existiríamos, não há paradoxo. E no caso quântico, é sabido que nunca podemos medir tudo de uma vez.

Ainda assim, ainda há trabalho a ser feito para projetar modelos retrocausais concretos que imponham essa restrição de que você não pode medir tudo de uma vez. Então vamos fechar com uma conclusão cautelosa.

Nesta fase, é a retrocausalidade que tem o vento a seu favor, então você deve navegar para o maior prêmio de todos: salvar a localidade e o realismo da “morte por experimento”.

*Por Huw Price



Publicado en el diario La Nación

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