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Simulação tenta resolver o “Paradoxo do Avô”

Um estudo vai direto ao cerne do nosso conhecimento sobre o universo e mostra que a possibilidade da viagem no tempo, longe de estar restrita a ficção científica, pode ter profundas implicações nos campos da física fundamental, na criptografia quântica (não ria, apesar do nome é um campo sério de estudo) e na computação.

7 anos atrás

grandfatherParadox

Em 28 de junho de 2009, o nosso físico favorito Stephen Hawking deu uma festa com direito a balões, guloseimas e champagne na Universidade de Cambridge. Todo mundo foi convidado, mas ninguém apareceu. É claro que Hawking já esperava por isso, uma vez que ele só enviou os convites depois da festa terminar. Foi, nas palavras dele “uma recepção de boas vindas para os viajantes do tempo”, uma brincadeira para reforçar o que ele havia enunciado em 1992 sobre a conjectura da viagem no tempo, dizendo que a viagem ao passado não poderia existir nunca, jamais, never.

Só que bem, talvez Hawking esteja ligeiramente errado (me chamem de Hawking bitch). Um experimento recente demonstrou uma alternativa para amparar a falseabilidade da viagem no tempo, ao menos do ponto de vista matemático. O estudo vai direto ao cerne do nosso conhecimento sobre o universo e mostra que a possibilidade da viagem no tempo, longe de estar restrita a ficção científica, pode ter profundas implicações nos campos da física fundamental, na criptografia quântica (não ria, apesar do nome é um campo sério de estudo) e na computação.

A fonte dessa nova especulação se ampara no fato de que nossas melhores teorias físicas neste tema não contém nenhuma proibição de se viajar de volta no tempo. A façanha seria possível baseado no modelo da relatividade geral de Einstein, que descreve a gravidade como uma força capaz de distorcer o tempo e o espaço. Um campo gravitacional forte o suficiente, como o produzido por buracos negros, poderia a princípio distorcer o próprio tecido do espaço-tempo de tal forma que ele se dobraria sobre si mesmo. Isso criaria algo como uma curva fechada no tempo, ou um loop, que poderia ser percorrido para voltar no tempo. 😯

Hawking e muitos outros físicos acham que esses loops são completamente inviáveis, pois qualquer objeto macroscópico viajando através dele criaria paradoxos onde causa e efeito seriam rompidos. Entretanto, em um modelo proposto por David Deutsch em 1991, esses paradoxos criados pelos loops poderiam ser evitados em uma escala quântica por causa do comportamento das partículas fundamentais do modelo padrão, pois elas seguem apenas regras muito específicas de probabilidade ao invés de regras estritamente determinísticas.

Tim Ralph, físico da Universidade de Queensland acha bastante intrigante o fato de que a relatividade geral prediz esses paradoxos, mas quando o mesmo problema é exposto a luz da mecânica quântica eles simplesmente somem. E é claro, isso deixa qualquer físico moderno maluco, pois a gravidade é a única das quatro forças que não se encaixa no modelo padrão.

Tudo muito bom, tudo muito bonito, até que a equipe de Ralph resolveu se debruçar sobre o modelo de Deutsch e testar até onde poderiam ir com a ideia dos loops. O estudo foi publicado na Nature Communicatons e traz informações como o fato de que eles tentaram saber como o modelo se comportava lidando com o “Paradoxo do Avô”, um cenário hipotético onde alguém viaja no tempo através de um loop e mata seu próprio avô, o que obviamente impediria o próprio viajante de nascer.

A solução proposta para o modelo de Deutsch quanto ao “Paradoxo do Avô”, é mais ou menos a seguinte (senta que lá vem história): em vez de alguém atravessar um loop para matar seu próprio ancestral, imagine que uma partícula fundamental volte no tempo para “apertar um botão” na máquina que a criou. Se a partícula consegue “apertar o botão” da máquina que a criará, a máquina emitirá a partícula de volta através do loop, se a partícula não “apertar o botão”, a máquina não emitirá nada.

Neste cenário não existe certeza pré-determinística de que a partícula será emitida, apenas uma distribuição de probabilidades. O modelo de Deutsch postula que para manter a consistência quântica, qualquer partícula que entrar no loop, deve sair do outro lado mantendo as mesmas propriedades. Então (vocês ainda estão aí?) uma partícula emitida pela máquina com uma probabilidade de 50% de entrar no loop, entraria por ele e sairia do outro lado com a mesma probabilidade de 50% de “apertar o botão” e entrar no loop, atribuindo a si mesma a probabilidade de 50% de criar a si mesma (isso é legal demais). Vamos extrapolar, se a partícula fosse uma pessoa, ela teria nascido com 50% de probabilidade de matar seu avô, dando a seu avô 50% de probabilidade de escapar da morte pelas malévolas mãos do neto, isso é bom o suficiente em termos probabilísticos para fechar o ciclo causal e escapar do paradoxo. Por mais estranho que possa parecer, esta solução está de acordo com as leis conhecidas da mecânica quântica.

No modelo proposto pela equipe de Ralph, eles estudaram o modelo de Deutsch usando interações entre pares de fótons polarizados com um sistema quântico que eles alegam ser matematicamente equivalente a um único fóton atravessando um loop. Eles obviamente não enviaram nada de volta no tempo, mas na simulação, comprovaram matematicamente que uma viagem no tempo poderia se sustentar do ponto de vista da mecânica quântica.

As diversas implicações para esta demonstração, incluem coisas estranhas como quebrar criptografia quântica (mal inventaram e alguém já hackeou), clonar pares de partículas fundamentais, algo que antes se pensava não ser possível e que, infelizmente, não dá pra construir uma TARDIS usando ferro velho.

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