Física Quântica e Cosmologia são temas de Workshop promovido pelo ICTP-SAIFR

Evento debateu, especulou e tentou explorar ideias e o potencial de colaboração entre as duas áreas  

Entender como o universo funciona não é tarefa simples. Físicos de diversas áreas buscam compreender os mecanismos que levaram o universo a ser o que ele é hoje e as leis que o governam. Entre os dias 3 e 7 de novembro, acompanhei um Workshop que o ICTP-SAIFR realizou para debater ideias de Física Quântica e de Cosmologia. Um dos principais objetivos do evento foi reunir pesquisadores e explorar o potencial colaborativo dessas áreas, que não tiveram grande interação no passado.

A presença e as palestras do renomado cientista George Ellis foram um dos destaques do evento. O pesquisador falou sobre mecânica quântica, a hipótese da unitariedade, determinismo e cosmologia.

Unitariedade

Antes de mais nada, vamos falar sobre a hipótese da unitariedade. Ela nos diz que quando conhecemos o estado de um sistema é possível prever tanto o estado futuro quanto o estado passado desse mesmo sistema.  Essa hipótese é verdadeira para sistemas quânticos nos quais não há intervenções externas. Quando há intervenções ocorrem mudanças aleatórias no sistema, o que impede previsões.

Agora, vamos aplicar essa ideia à Cosmologia – vamos pensar no universo como um sistema. Caso a hipótese da unitariedade estivesse correta, o estado futuro do universo seria previsível desde seu surgimento – a não ser que houvesse algum tipo de influência externa.

Como sabemos, porém, o universo não é regido apenas pelas leis da Mecânica Quântica. Grande parte de sua dinâmica obedece às leis da Mecânica Clássica – exemplo disso são as órbitas de planetas e estrelas sob a ação da gravidade. A Mecânica Quântica consegue descrever o universo logo após seu surgimento, antes do período de Inflação – quando expandiu rapidamente. Após a Inflação, a Mecânica Quântica já não era mais suficiente para descrever todos os fenômenos do universo. Em suas palestras, Ellis disse que uma das grandes questões ainda não respondidas pela Física é o que aconteceu durante esse período que fez com que a Mecânica Quântica deixasse de explicar todo o universo.

Fronteiras da Mecânica Quântica

Ellis também explorou temas relativos às escalas para as quais a Mecânica Quântica seria válida. A teoria consegue explicar sistemas microscópicos, mas não sistemas de escalas maiores. Além disso, funciona para sistemas lineares, ou seja, para quando as consequências são proporcionais às ações aplicadas. Nosso universo é não-linear, pois pequenas ações podem ter grandes consequências e vice-versa.

Ellis argumentou, no entanto, que a Mecânica Quântica pode ser aplicada a sistemas de quaisquer escalas. Para isso, seria preciso dividir nossa realidade não-linear em sub-sistemas lineares. Algumas das questões discutidas, então, foram até onde a Mecânica Quântica é válida, onde estaria o limite entre sistemas micro e macro e como a teoria poderia ser válida para escalas maiores.

As respostas para muitas das questões debatidas permanecem desconhecidas. A Física ainda busca explicar porque aparentemente temos um mundo quântico e um mundo clássico que ao mesmo tempo coexistem, mas não conseguem ser explicados por uma única teoria. Debates e discussões como as promovidas neste evento pelo ICTP-SAIFR estimulam a formação de novas ideias para tentar desvendar os mistérios que permeiam o universo.