http://info.abril.com.br/noticias/ciencia/o-universo-3d-pode-ser-uma-ilusao-11112010-24.shlSÃO PAULO - Cientistas do Fermilab, nos Estados Unidos, começam a construção de um aparelho que pretende provar (ou não) que o universo possui apenas duas dimensões – e que vivemos em um holograma.
O laboratório, ligado ao departamento de defesa americano e considerado uma das principais instituições mundiais em física de partículas (ele possui o segundo maior acelerador de partículas do mundo, o Tevatron), começou a construção do primeiro Holographic Interferometer (Holometer) do mundo.
A máquina extremamente precisa irá testar uma ideia específica de como o espaço, o tempo, a matéria e a energia se comportam nas menores escalas: a de que a terceira dimensão é uma ilusão.
“A maioria das pessoas sabe o que é um holograma”, explica Craig Hogan, co-lider do projeto e Diretor do Centro de Astrofísica de Partículas do Fermilab. “Você vê imagens em 2D e elas parecem ser 3D. Isso é obviamente uma ilusão – e pode ser que o mundo real seja assim também. Ao olhar para a imagem no seu cartão de crédito, você sabe que é um holograma porque ela não é perfeita: o holograma sempre envolve alguma perda de informação. A diferença é que, no mundo real, se essas imperfeições existirem, elas não podem ser percebidas a olho nu”, diz. E é justamente atrás dessas “imperfeições” no nosso Universo que o Holometer vai atrás.
Falha na Matrix
O experimento poderia perceber alterações em escalas que, para nós, são invisíveis. “Podemos fazer uma analogia para que isso fique claro. Imagine a realidade como um download da internet, sendo baixado pelo servidor a uma velocidade X”, explica Hogan.
“Se você vive dentro desse download, o único jeito de descobrir isso é explorar o limite X da banda dele e, assim, encontrar as falhas e imperfeições. É um pouco como no filme Matrix, mas sem a entidade maligna que controla tudo”, brinca o cientista.
Por mais absurdo que tudo isso possa parecer, a ideia é baseada em modelos da física teórica e, na matemática, seria sim possível que a terceira dimensão fosse uma ilusão. Mas, para entendê-la, é preciso analisar tudo em outra escala.
Prazer, Planck.
Na física teórica, os pesquisadores usam a chamada escala de Planck para realizar suas medições. Essa escala foi elaborada pelo alemão Max Planck, que as derivou de constantes fundamentais e chegou à conclusão de que a luz percorre um comprimento de Planck (1.6 × 10^-35 metros) em um tempo de Planck (5.4 × 10^-44 segundos). “Para se ter uma ideia de quão extremas são essas medidas, se uma partícula estiver em um cubo cuja medida do lado seja um Planck, a energia se torna tão alta que a partícula entra em colapso no espaço-tempo e se torna um buraco-negro”, diz Hogan.
Recentemente, estudos dos buracos negros e da teoria das cordas sugerem que essa física na escala de Planck é holográfica – ela teria duas dimensões. Normalmente, para localizar um objeto no espaço, os astrônomos usam quatro dimensões: altura, largura, profundidade e tempo – o que os cientistas chamam de 3+1.
O uso dessas quatro dimensões permite posicionar um objeto em qualquer lugar do espaço e em qualquer momento. É uma forma de localizar eventos tanto geográfica como cronologicamente. “No Princípio Holográfico, é como se pensássemos agora em um 2+1, havendo apenas duas dimensões mais o tempo. Pode-se dizer que a terceira dimensão seria uma ilusão, produzida pelo entrelaçamento de tempo e profundidade”, diz Hogan.
Essa falsa terceira dimensão não pode ser percebida por nós porque nada viaja mais rápido do que a luz. Ou seja: instrumentos não conseguem encontrar os limites desse holograma, o ponto em que, nessas escalas menores, o universo tende a se tornar “borrado”, ou, voltando à analogia com a realidade download, tornar-se “pixelado”.
Os estudos revelam, no entanto, que existiria uma maneira de testar essa teoria das duas dimensões e descobrir as imperfeições do holograma (se ele existir): medindo a propagação da luz em diferentes direções.
O Holometer
“O Princípio Holográfico é baseado no estudo de buracos negros, na Física Teórica. Matematicamente, ele funciona. Mas isso não quer dizer que temos uma teoria, que queremos provar que o universo é 2D. O Holometer é um experimento exploratório e está além de toda física que tentamos prever”, diz Hogan.
A máquina de custo estimado de cerca de um milhão de dólares teve sua construção iniciada este ano. O projeto inédito deve levar um ano para ficar pronto e o mesmo período de tempo para ser calibrado. Quando a estrutura de cerca de 40 metros de comprimento pela mesma medida de largura finalmente começara funcionar, os resultados devem aparecer rapidamente.
Basicamente, o aparelho funciona unindo duas máquinas chamadas interferômetro Michelson. Em um interferômetro, um feixe de luz é dividido em duas partes que viajam em direções diferentes e então são unidas de volta. As vibrações da luz nas duas direções tendem a afastá-las cerca de uma distância Planck para cada unidade de tempo Planck quando viajam em direções diferentes. Quando são recombinadas, a diferença na fase da luz pode ser medida. No Holometer, sinais de dois interferômetros diferentes (dois sistemas separados, cada um com seu par de feixes) são comparados. Se a luz dos dois sistemas estiver viajando na mesma direção, no mesmo tempo, os sinais devem mostrar o mesmo “ruído holográfico”. Medir esse ruído seria o primeiro experimento direto a acessar a escala Planck e fornecer informações sobre a natureza do espaço e tempo.
“Independente do resultado, esse experimento nos ajudará a unificar uma teoria fundamental da física, e compreender melhor nosso Universo”, explica o diretor. “Não estamos trabalhando ‘contra’ a ideia de um universo 3D. Não vimos nenhuma prova de que o 3D está completamente errado – mas alguns cálculos indicam que ele pode estar levemente errado. Certamente o espaço que aparece para nós é em três dimensões, nós percebemos a existência delas. E isso é obvio. A questão é o que está por trás disso já que, ao estudar a física de buracos negros, por exemplo, os teóricos acreditam que existam na verdade duas dimensões que criam a ilusão de uma terceira”, resume ele.
E se nosso universo for mesmo em duas dimensões? Isso não seria um conceito muito estranho para as pessoas? A resposta de um físico teórico de partículas é, na verdade, muito simples: “Já tem muita coisa estranhas na física – e esse não é um conceito mais estranho do que o resto. A única diferença é que ele é novo”.
Tópico: Universo 3D pode ser uma ilusão (Lida 1776 vezes)