Evidências reforçam a teoria do universo holográfico

Certamente você já deve ter ouvido essa ideia de que o universo é um holograma. Basicamente, a história é a seguinte: Em 1997, o físico teórico Juan Maldacena propôs que um audacioso modelo, um universo no qual a gravidade resulta de cordas infinitesimalmente finas que vibram, podia ser reinterpretado nos termos da nossa conhecida e bem estabelecida física clássica. O matematicamente intrincado mundo das cordas, às quais existem em nove dimensões do espaço e uma do tempo, seria meramente um holograma: a real ação aconteceria num cosmos mais simples e mais chato onde não há gravidade.

A ideia de Maldacena empolgou pesquisadores porque oferecia uma maneira de colocar a popular, mas ainda desprovida de evidências, teoria das cordas num caminho sólido – e porque resolvia aparentes inconsistências entre a física quântica e a teoria gravitacional do Einstein. A ideia forneceu aos físicos uma pedra fundamental matemática, uma “dualidade” que permitia a eles traduzirem entre as duas linguagens e resolver problemas em um modelo que pareciam intratáveis no outro e vice-versa. Mas apesar da ideia ser válida, uma evidência mais rigorosa ainda faltava,

Em dois artigos publicados no repositório arXiv, Yoshifumi Hyakutake, da Ibaraki University no Japão e seus colegas forneceram, se não provas concretas, pelo menos evidências fortes de que a conjectura de Maldacena é verdadeira.

Num dos artigos, Hyakutake computa a energia interna de um buraco negro, a posição do seu horizonte de eventos (sua “borda”), sua entropia (a “desordem” do sistema) e outras propriedades baseadas nas predições da teoria das cordas assim como os efeitos das assim chamadas partículas virtuais (que continuamente surgem e somem da existência). No outro, ele e seus colaboradores calcularam a energia interna correspondente ao cosmos dimensional inferior sem gravidade. Os dois cálculos bateram.

“Aparentemente, o cálculo é correto”, diz Maldacena, que atualmente está no Institute for Advanced Study, em Princeton, Nova Jersey (e que não teve colaboração no trabalho da equipe).

A descoberta “é uma maneira interessante de testar muitas ideias na gravidade quântica e teoria das cordas”, Maldacena acrescenta. Os dois artigos, ele comenta, culminam de uma série de artigos da equipe japonesa ao longo dos últimos anos. “Toda a sequência de artigos é muito boa porque testa a natureza dualista do universo em regimes onde não há testes analíticos.”

“Eles confirmaram numericamente, talvez pela primeira vez, algo que certamente deve ser verdade, mas era ainda uma conjectura – no caso, que a termodinâmica de certos buracos negros pode ser reproduzida a partir de um universo dimensionalmente inferior”, diz Leonard Susskind, físico teórico da Universidade de Stanford que esteve entre os primeiros teóricos a explorar a ideia de universos holográficos.

“Nenhum dos modelos de universo explorados pela equipe japonesa parece o nosso”, comenta Maldacena. O cosmos com um buraco negro possui 10 dimensões, com 8 delas formando uma esfera octadimensional. A dimensão inferior, livre de gravidade possui apenas uma única dimensão, e o zoológico de partículas quânticas lembra um grupo de springs idealizados, ou osciladores harmônicos, anexados um ao outro.

No entanto, diz Maldacena, a prova numérica que estes mundos distintos são na verdade idênticos nos dá esperança de que as propriedades gravitacionais do nosso universo possam um dia ser explicados por um cosmos simples puramente em termos de teoria quântica.

Fonte:
Nature

Artigos Originais:
Yoshifumi Hyakutake. Quantum Near Horizon Geometry of Black 0-Brane
Masanori Hanadaabc, Yoshifumi Hyakutaked, Goro Ishikia3 e Jun Nishimuraef. Holographic description of quantum black hole on a computer.