À primeira vista, não há a menor dúvida: para nós, o universo parece tridimensional. Mas uma das teorias mais produtivas da física teórica nas últimas duas décadas está desafiando esta suposição. O "princípio holográfico" afirma que uma descrição matemática do universo, na verdade, exige menos da dimensão do que parece. O que percebemos como tridimensional pode ser apenas a imagem de dois processos dimensionais em um enorme horizonte cósmico.
Até agora, este princípio apenas foi estudado em espaços exóticos com curvatura negativa. Isto é interessante do ponto de vista teórico, mas estes espaços são bastante diferentes do espaço onde vivemos. Resultados obtidos por cientistas da TU Wien (Universidade Técnica de Viena, Austrália) agora sugerem que o princípio holográfico ainda possui em um espaço-tempo plano.
O princípio holográfico
Obviamente, todos nós sabemos como são os hologramas de cartões de crédito ou cédulas. Eles são de duas dimensões, mas para nós, aparecem tridimensional. Nosso universo poderia comportar-se muito semelhante.
"Em 1997, o físico Juan Maldacena propôs a ideia de que há uma correspondência entre as teorias gravitacionais nos espaços curvos de Sitter por um lado, e as teorias quânticas de áreas em espaços com menos dimensão do outro," disse Daniel Grumiller, da Universidade de Viena.
Fenômenos gravitacionais são descritos em uma teoria com três dimensões espaciais, o comportamento das partículas quânticas é calculado em uma teoria com apenas duas dimensões espaciais - e os resultados de ambos os cálculos podem ser mapeados um sobre o outro. Essa correspondência é bastante surpreendente. É como descobrir que as equações de um livro de astronomia também podem ser usadas para reparar um CD-Player. Mas este método tem provado ser muito bem sucedido.
Correspondência em espaços planos
Para a física teórica, isto é extremamente importante, mas não parece ter muito a ver com o nosso próprio universo. Aparentemente, nós não vivemos em um tal Espaço de Sitter. Estes espaços têm propriedades bastante peculiares e são negativamente curvos. Qualquer objeto arremessado em uma linha reta, eventualmente retornará. "Nosso universo, em comparação, é bastante plano, e nas distâncias astronômicas, tem uma curvatura positiva", disse Daniel Grumiller.
No entanto, Grumiller tem suspeitado há algum tempo que um princípio da correspondência pode também valer para nosso universo real. Para testar esta hipótese, teorias gravitacionais devem ser construídas, para que não necessitem do espaço exótico de Sitter, mas de um espaço plano. Há três anos, Grumiller e sua equipe da TU Wien trabalharam nisso, em cooperação com outras cinco Universidades.
Dois cálculos, mesmo resultado
"Se a gravidade quântica em um espaço plano permite a descrição holográfica de uma teoria quântica padrão, então deve haver quantidades físicas, que podem ser calculadas em ambas as teorias - e os resultados devem ser de acordo", disse Grumiller. Especialmente uma característica fundamental da mecânica quântica - entrelaçamento quântico - tem que aparecer na teoria gravitacional.
Quando as partículas quânticas estão enredadas, elas não podem ser descritas individualmente. Eles formam um objeto quântico único, mesmo que se encontrem distantes. Há uma medida para a quantidade de emaranhamento em um sistema quântico, chamado "entropia do entrelaçamento". Juntamente com os físicos teóricos Arjun Bagchi, Rudranil Basu e Max Riegler, Grumiller conseguiu mostrar que esta entropia de entrelaçamento toma o mesmo valor na gravidade quântica plana e em uma teoria quântica de campos de baixa dimensão.
"Este cálculo afirma nossa suposição de que o princípio holográfico também pode ser realizado em espaços planos. É a evidência para a validade desta correspondência no nosso universo," disse Max Riegler.
"O fato de que podemos mesmo falar sobre informação quântica e entropia de emaranhamento em uma teoria da gravidade é surpreendente em si, e dificilmente teria sido imaginável há alguns anos atrás. Agora somos capazes de usar isso como uma ferramenta para testar a validade do princípio holográfico..." disse Daniel Grumiller.
Isso, entretanto, ainda não prova que estamos realmente vivemos em um holograma, mas aparentemente há grandes evidências para a validade do princípio da correspondência em nosso próprio universo.
Fonte(s) » Science Daily