O “Modelo Cosmolográfico”, em suas várias perspectivas

O conhecimento atual acerca da Natureza vem demonstrando ser o Universo … uma vasta rede informacional quantum-holográfica, harmonicamente organizada em todos os níveis de complexidade. Esta interconectividade – não limitada pelo espaço-tempo…se constitui num ‘campo de informação não-local’ nos interligando instantaneamente a todo o Cosmo.

dentrodocosmos

Um dos temas centrais na Física hoje talvez seja…consistentemente, tentar descrever os “mecanismos” do nosso “universo observável“. E uma das maiores dificuldades para isso, é que  quanto mais ‘informações sobre a ‘verificação das hipóteses’ se juntam, mais incertezas surgem. – Esse…por exemplo é o caso do debate de como  energia e matéria, moldam nosso universo. – Sempre quando temos a ‘certeza’ de haver solucionado nosso problema logo um “buraco negro vem destroçar nossas velhas teorias.

Nosso maior problema deve ser que… quando procuramos respostas de como tudo funciona… descobrimos que estamos em desvantagem – por nossos próprios sentidos limitados… Leibniz percebeu isto no século 18,          ao julgar tempo, espaço, matéria e energia…”construções intelectuais”. 

Um modo de melhor entender este conceito…é fazendo uma viagem imaginária para dentro dos limites do átomo. – À medida que encolhemos, podemos observar cadeias individuais de moléculas…que parecem estar…infinitamente…ligadas umas às outras.  Encolhendo um pouco mais, moléculas dão lugar a átomos individuais. Abalados por enormes espaços entre átomos, concentramos nossa atenção em um, para ver de que            é feito…E a casca exterior inexplicavelmente se dissolve em gigantesco espaço vazio.

A ‘perturbadora’ visão quântica                                                                                              Depois do que parece ser uma eternidade…chegamos ao minúsculo núcleo no centro;        e à medida que seguimos, este aparente sólido se dissolve em nada. – Estamos então, cercados pelo vazio. – Agora, espere um minuto; para onde foi toda aquela matéria?

Talvez possamos olhar em direção à Mecânica Quântica para obtermos a resposta… Da teoria holográfica, sabemos que a luz pode ser descrita como sendo tanto partícula quanto onda. O mesmo se dá com a toda a matéria. Conforme a teoria quântica, cada quantum de matéria é tanto partícula quanto onda, e permeia o universo…não existe matéria como tal, só probabilidades de densidades no continuum. Pela teoria…ao se observar uma partícula, do tipo elétron, define-se sua exata localização como uma “nuvem de probabilidades.

Não podemos saber exatamente onde ele está, num tempo dado…Mas, podemos dizer que estará provavelmente em tal lugar… E isto é muito perturbador, pois nos acostumamos a definir a localização das coisas.  Ainda nos perturba saber que certos fundamentos que fazem parte do      nosso mundo real – não possam ser bem definidos, no tempo e espaço. Todavia, sabemos que a nível microscópico a física não nos é familiar.

Para Itzhak Bentov “parece que a micro realidade – que subjaz a todo nosso sólido bom senso, é um vasto espaço vazio preenchido com vários tipos de ‘campos’ diferentes… todos interagindo uns com outros”. — Ou seja…matéria é só um tipo especial  de energia (Teoria da Relatividade). Assim, a “partícula” só existe como manifestação aos sentidos… – Mas, tudo que conhecemos é feito delas!

Campos de energia

Se matéria pode ser reduzida a uma série de campos oscilantes sem posição determinada, então nossa descrição da localização da partícula não necessita, absolutamente, se limitar a onde nós ‘pensamos que ela deveria estar. É, na verdade, possível dizer que…num dado instante no tempo, ela pode existir em qualquer lugar – ou mesmo em todo lugar… desde que não existam condições limitadoras colocadas pela natureza. – E aí identificamos que:

1) Quando examinada de perto…descobre-se que a matéria é formada de energia.
2) Temos uma experiência sensorial limitada sobre matéria e energia — uma vez              que a utilizamos em nossa percepção de complexos agregados destes fenômenos.             Desse modo podemos não estar vendo de que elemento eles realmente são feitos.
3) Matéria não pode ser localizada – “precisamente” no espaço…podendo existir              em qualquer lugar (ou…em todos eles) uma vez que viaja a velocidades incríveis.                 4) Se matéria é energia, e viaja como ondas… – estas podem interagir… e formar                 ‘padrões de interferência’. 5) Energia, preenchendo todo o universo; de repente, instantaneamente “colapsa” para formar uma partícula. Agora, se combinarmos                  as condições 4 e 5, somos levados à incrível postulação: 6) Energia preenchendo            todo espaço, necessariamente, forma…”padrões de interferência” – e, fora desta    condição, completamente… “difusa” – “a matéria é instantaneamente formada”.

Assim, acabamos de descrever a criação de um holograma…e, então postulamos que o universo opera holograficamente‘…Ou seja, a energia interage por interferências construtivas e destrutivas, formando ‘hologramas. A energia operando em um nível mais básico de, talvez…densidade muito mais alta…forma ‘hologramas’…aparentando ‘objetos reais‘ – quando vistos como um agregado de nódulos infinitesimais – a um padrão de interferência de onda…estacionário. Então, para discutir a validade de uma cosmologia holográfica” – certas condições para sua criação precisam ser verificadas:

1) De que maneira padrões de interferência de onda estacionária são                                  formados…propagados… ou se manifestam?… – 2) O que atua como                                    radiação coerente?…3) A informação é armazenada pelo sistema de                                  modo homogêneo? 4) O holograma armazena todas perspectivas do                                  sistema; neste caso…abarcando todas dimensões do espaço/tempo?

Para recapitular, ondas estacionárias ocorrem quando uma frente de onda toma uma aparência estacionária, enquanto a energia continua a passar através do sistema, com       cada onda sucessiva tomando o lugar da anterior. Ondas estacionárias são geradas na reconstrução do holograma (ou na visualização do objeto, no caso material), uma vez que…como o holograma continua a ser iluminado, por um certo período de tempo…a mesma frente de onda continua a ser formada. Para o “holograma ótico”…as relações      entre ‘ondas estacionárias’ devem ser mantidas ao longo de sua imagem inteira – ou,      no caso…de todo universo…explicando, com consistência, seu “conjunto holográfico”.

Se isto é verdade, então a energia deve passar através das partículas – de tal                  maneira que produza a ilusão de estar sem movimento…ainda que a energia                    deva exibir ‘movimento harmônico simples’ como resultado da interferência                        de algum sistema de radiação coerente…Mas, como podemos detetar isto?…

Bentov descreve como a mecânica ondulatória  pode fornecer a ‘intuição’…para a consistência das ‘ondas estacionárias. – Por analogia, quando uma corda vibra na ‘relação total‘ de seu comprimento, resulta em um tipo de… “onda estacionária de harmônicos simples…Igual tipo de onda pode ser também gerado num sólido; quando o padrão se amolda à “distribuição atômica”… Por exemplo, um cristal vibrando é um oscilador que localizado próximo a um cristal similar, poderá fazer os dois oscilarem em fase (“sintonizando o sistema“). 

É também o que acontece quando uma corda de violino faz vibrar o resto do instrumento. Existe a óbvia amplificação sonora (energia). – Se ainda mais vibradores são adicionados, irão se somar à força do sistema ressonante (como uma sinfonia). Supondo átomos…com    seu número total no universo, a soma de energia gerada nestes osciladores… é espantosa!

E, quanto maior o número de osciladores dentro de um sistema, mais difícil perturbá-lo… Então, nós deveríamos esperar ter uma visão “extremamente consistente” do comportamento estável de uma partícula, no nível atômico, em simples movimentos harmônicos dos átomos. E eles realmente o fazem.

Físicos descobriram ‘vibrações harmônicas’ simples, em todas as partículas básicas da matéria. Átomos de nossos corpos são como osciladores vibrando à razão de 10e15 Hz.     É bem possível que nossos corpos cintilem…”ligado e desligado”…a esta altíssima taxa, sobre isto – porém…ainda não temos meios de registrar fenômenos assim tão rápidos.

A ilusão da substância                                                                                                                “Aquilo que nos aparenta ser o mundo estável, tangível, visível, audível é uma ilusão.       No fundo, ele é dinâmico e caleidoscópico, e…realmente…não está lá”. (David Bohm)

Nós descrevemos um sistema, pelo qual um conjunto de ondas estacionárias podem funcionar em fase – canalizando assim, enormes quantidades de energia, através de             um sistema ressonante’, e mantendo a estrutura de frentes de onda aparentemente         sem movimento. – No nível macroscópico a existência da estrutura de base… a cada momento, dá origem à ilusão de substância…  através de sua consistênciaComo exemplo, vamos imaginar o seguinte cenário…Começamos com um “mar” de energia coerente, com uma frequência extremamente alta…a qual somos incapazes            de perceber diretamente. A isto, acrescentamos outro ‘mar de energia‘…levemente        fora de fase, em relação ao 1º. – Podemos… então, esperar que o seguinte aconteça:

1) Interferências ocorrerão em separado dentro de cada mar formando nodos e antinodos. 2) Em relação um ao outro, os 2 mares (fora de fase) irão gerar frequências de “pulsação“, ou batimento, com períodos mais baixos que os originais… Uma frequência de pulsação é uma onda secundária ilusória formada pela básica diferença… entre 2 ondas primárias. 3) Estas frequências mais baixas poderão entrar no alcance do nosso universo visível…  E, sendo tudo o que podemos ver, essas ondas ilusórias construiriam a chamada realidade.

espuma quânticaO modelo cosmolográfico                              Uma ‘onda de fundo coerente’ pode ser, a princípio, semelhante ao ‘vácuo cósmico’. 

Normalmente – pensamos em cada ponto no ‘espaço e tempo’ como distinto e separado…e todas relações se dão entre pontos contíguos, neste “espaçotempo“. Mas ‘matéria‘ é como um tipo de microndulação num vasto oceano de energia (no ‘modelo holográfico‘ todas informações sobre uma dada partícula…estão presentes através do universo. Bohm chama isto de “ordem implicada”.) No modelo de Bentov, a energia pode ‘colapsar‘, para formar uma partícula…e, então – expandir a uma velocidade infinita… para preencher o universo. Desse modo, a informação de uma dada partícula é transmitida a toda parte. – Mas, resta daí uma questão: Por que alguns campos de energia parecem estacionários como matéria, enquanto outros se propagam no espaço, como a luz, e resto do espectro eletromagnético?

Nesse sentido … Einstein passou boa parte da sua vida pesquisando uma                          ‘teoria do campo unificado que unisse matéria, energia e gravidade.

O paradigma do buraco negro                                                                                              “Um corpo no qual todas as construções físicas fundem-se em                                              uma entidade unificada… – é…naturalmente, o ‘buraco negro’.

Discutimos como a existência de uma ‘energia de referência supercoerente poderia estar por trás da construção de tudo; mas a verificação é difícil, e não temos uma explicação de como esta energia se torna matéria, e aquela outra se torna luz. Há porém, um fenômeno físico conhecido que poderia dar essa resposta. A definição de ‘buraco negro’ é a de um corpo, ou agregado de corpos, do qual nem energia, nem a matéria podem escapar… uma vez que a velocidade de escape é maior que a da luz…Nossas observações de BNs comuns (colapso estelar) são o que nós…de fora, pensamos estar acontecendo…do lado de dentro.

‘Buracos negros’… incidentalmente, não precisam ser limitados a certo tamanho. Apoiando nossa definição… — podemos assim descrever … todo universo visível como um único “buraco negro”…Se nos imaginarmos… por momentos – saindo para “fora do buraco“… – veríamos um  fenômeno similar. – Ou seja…veríamos um sistema…do qual nenhuma luz foge.  Por definição, todas as propriedades de espaço e tempo… também apareceriam como um tipo de ‘acontecimento único’.  Stephen Hawking escreveu fantásticos artigos sobre ‘mini-buracos negros, possivelmente formados durante o Big Bang … demonstrando sua viabilidade.

Estamos então diante da ideia de que BNs possam existir numa variedade de formas e tamanhos, adequados para cada ocasião. Pensando assim, poderíamos imaginar o que aconteceria com micro-BNs, ao nível atômico – no centro de toda partícula material:

1) Espaço e tempo se fundiriam em uma singularidade, se tornando indistinguíveis.     — Esse seria o fenômeno que ocorre por dentro dos limites dadistância de Planck“.
2) A Relatividade não teria função dentro de cada buraco negro individual…Efeitos relativísticos seriam descritos…porém, como agregado destas mônadas individuais.
3) Esperar-se-ia que o buraco negro capturasse matéria (outros buracos) sob certas circunstâncias, e a aniquilasse sob outras…  O átomo é capaz de ambas as funções.

As implicações deste modelo à “cosmolografia” são muito importantes…  Ele possibilitaria um outro exemplo, de como…”o todo está também contido em cada               uma de suas partes” – bem como poderia descrever o mecanismo pelo qual – por                  meio de incríveis energias geradas por “ressonância” uma imagem consistente              das partículas atômicas pode ser derivada. Mostraria também como um universo            unificado composto por ‘singularidades‘, poderia ser responsável por todas as configurações de “espaçotempo” que temos observado, com a distribuição destas propriedades sendo predominantemente holográficas, por natureza. (texto base) ***************************************************************************

Passagem.jpgQuem se importa com a 4ª D?

Algumas das mentes mais brilhantes do mundo, ainda que – sem sucesso… até o momento, se dedicam a pesquisas nessa área, frequentemente considerada como  o ‘Cálice Sagrado‘ da ciência moderna. Trata-se é claro, de uma teoria unificada da ‘gravitação quântica’. A esse respeito, Daniel Grumiller — da ‘Universidade de Viena’…Áustria – pensa ter solucionado alguns desses… “insondáveis mistérios”. Seus resultados sobre buracos negros, e ondas gravitacionais são na verdade, de “fritar os miolos”…para dizer o mínimo.

Teoria quântica (sem gravitação)

Nós percebemos o espaço ao nosso redor como sendo tridimensional… – Segundo Einstein, tempo e espaço estão irremediavelmente conectados, formando algo que podemos chamar de ‘espaçotempo‘…A adição do tempo ao eixo do nosso espaço tridimensional… cria o nosso contínuo-espaçotempo quadridimensional… Mesmo        assim, por décadas…cientistas têm se fascinado com a possibilidade de dimensões adicionais…escondidas de nossos sentidos. – Grumiller e colegas estão tentando o        enfoque oposto… – Em vez de postular “dimensões adicionais“, ele acreditam que          nosso universo pode de fato ser descrito… – com menos do que quatro dimensões.

Apesar de parecer mostrar uma imagem tridimensional, um ‘holograma’ na verdade é apenas ‘bidimensional’. Neste caso…a realidade tem menos dimensões que parece ter.        E, de fato, o ‘princípio holográfico’ tem um relevante papel na física do ‘espaçotempo’.    Em vez de criar uma teoria da gravidade em todas dimensões do espaço…e, do tempo, poder-se-ia formular nova ‘teoria quântica’, com menos ‘dimensões espaciais’. Assim,    uma teoria gravitacional 3D se transforma numa teoria quântica 2D…’sem gravidade’.      

O pesquisador trabalha atualmente em teorias gravitacionais com 2 dimensões espaciais e 1 temporal – a serem mapeadas numa teoria quântica 2D, sem a gravitação, que poderiam descrever ‘buracos negros’ de rotação rápida, ou “cordas cósmicas”. (texto base jan/2009)  ***********************************************************************************

Nosso Universo pode ser um gigantesco holograma (jan/2009)                                “O GEO600 estaria sendo atingido por micro-convulsões quânticas do espaço-tempo”.

GEO600Depois de muito procurar sinais de “ondas gravitacionais”…cientistas do experimento GEO600, instalado na Alemanha… podem ter realizado – por ‘puro acaso’ … uma das descobertas mais relevantes da física…nos últimos tempos… Nessa busca inicial, eles se viram frente a uma espécie de…”ruído”, advindo de um efeito inexplicável captado continuamente pelo gigantesco detetor…a uma profundidade de…aproximadamente 600 metros – mergulhado…terra adentro.

Mas agora, Craig Hogan e colegas acreditam ter encontrado a explicação para esse ruído.  Segundo os pesquisadores…eles podem ter-se deparado com os limites fundamentais do ‘espaço-tempo’…o ponto onde ele deixa de se comportar como o suave contínuo descrito por Einstein, e se transforma em “grãos”. E o astrofísico, diretor do “Fermilab”, profecia:

“Se o resultado do GEO600 é o que nós suspeitamos que seja, então                nós todos estamos vivendo em um gigantesco holograma cósmico”. 

A ideia de que vivemos em um universo holográfico, sugerida ainda nos anos 1990 por Leonard Susskind e Gerard’t Hooft, pode parecer absurda inicialmente, mas ela é uma extensão natural das atuais teorias sobre buracos negros…e dos nossos saberes sobre        a estrutura do cosmos…segundo as teorias da física aceitas pela comunidade científica. 

Evaporação dos buracos negros

Nos anos 1970 Stephen Hawking demonstrou que os buracos negros não eram realmente negros; podendo emitir uma radiação… que – ao longo de eras… poderia fazê-los evaporar inteiramente…e, desaparecer. – O problema é que a “radiação de Hawking” não carregaria qualquer informação sobre o ‘buraco negro’ – e quando ele finalmente evaporasse… toda a informação da estrela que colapsou para formá-lo estaria irremediavelmente perdida. Mas isso contraria o princípio largamente aceito de que a informação nunca pode ser destruída.

Jacob Bekenstein então, propôs uma solução para esse paradoxo da informação dos BNs. Segundo ele…a “entropia” do buraco negro – que pode ser entendida como seu conteúdo de informações – é proporcional à área superficial do seu…”horizonte de eventos”… uma espécie de fronteira imaginária – além da qual nada escapa à gravidade do buraco negro.

universo-hologrc3a1fico1Trabalhos teóricos posteriores demonstraram que ondas quânticas microscópicas poderiam codificar as informações — do interior do BN, na superfície bidimensional de seu ‘horizonte de eventos’. – Estava então aberto o caminho para a ideia de um universo holográfico, uma vez que, toda a informação tridimensional da estrela precursora do buraco negro – poderia estar registrada num tipo de “holograma 2D”.

Universo holográfico

Para propor um universo holográfico, Leonard Susskind e Gerard’t Hooft estenderam      esse princípio para todo o Universo. – Assim, toda a informação contida no Universo, inclusive … os raciocínios que você está desenvolvendo ao ler esta matéria – estariam codificadas bidimensionalmente na “esfera imaginária” que circunda nosso Universo.

Para que a teoria seja verdadeira, tal esfera imaginária, que representa a fronteira final do nosso Universo, deve conter uma espécie de “pixeis cósmicos”…pequenos quadrados, com cada um deles contendo 1 bit de informação. São eles que Hogan acredita que o ‘GEO600’ está registrando. – Contudo, é importante perceber que o cientista não afirma ser o ruído, uma “evidência definitiva” de que vivamos em um Universo holográfico. O ruído pode ser só ruído mesmo… – de uma fonte interna do experimento … que ainda não foi localizada.

O que Hogan afirma… é que a proposta de um Universo holográfico está de acordo com todas as atuais teorias da física… e o ruído captado pelo GEO600 faz sentido como uma explicação dos bits de informação bidimensional gravados na “esfera imaginária”… que nos envolve. No fim das contas, olhar os dados noutra perspectiva…pode ser uma mera questão de…mudar o holograma de posição – e passar a ver outra imagem. (texto base)   *********************************************************************************

“Holograma cósmico”…será o Universo – uma projeção vinda do futuro?…    O contraste com a cosmologia do Big Bang é claro: não há o apertar de um botão e de repente tudo surge do nada. Na teoria holográfica, conforme o tempo flui…tem-se um processo lento e contínuo de criação… surgindo diante dos olhos. – Neste quadro… de forma um tanto assustadora… até mesmo os “seres vivos” seriam projeções do futuro. 
parallelrealities
Andrew Strominger (‘Harvard University’) cerca de 10 anos atrás…teve uma ideia bem bizarra. Ele imaginou nosso universo como uma imagem projetada para trás no tempo        a partir de um holograma localizado na ‘fronteira cósmica‘… – de um futuro infinito.      Conforme a imagem se projeta ao passado…ela se desvanece, tornando-se granulada e indefinida, eventualmente esmaecendo-se… até desaparecer. – É uma noção estranha, mas que ultimamente…tem conquistado cada vez mais credibilidade – em especial no âmbito da matemática desenvolvida pelos ‘teóricos das cordas’. – Se estiver correta, a          ideia pode ajudar a explicar como o Universo, e o “tempo cosmológico”… surgiram do nada; bem como auxiliar na busca por uma unificação…da ‘mecânica quântica’ com a ‘relatividade geral’ – para a elaboração de uma ‘teoria global’ da “gravidade quântica”.

princípio holográfico

Mas esta não seria a primeira vez na física que se entende o inimaginável como realidade. As raízes das ideias de Strominger – sobre um ‘universo projetado’ datam da década de 1970, quando os físicos Stephen Hawking, e Jacob Bekenstein calcularam, que o conteúdo de toda ‘informação‘ de um BN (matematicamente descrito por sua entropia)é proporcional à sua área superficial. O inesperado é que a maioria das pessoas esperava que a relação fosse com o volume do buraco negro.

Sua descoberta foi denominada de “princípio holográfico“… por            mostrar que a informação sobre um buraco negro tridimensional é codificada em sua superfície bidimensional, como um “holograma“.

Então em 1996 Strominger e seu colega Cumrun Vafa derivaram uma precisa descrição estatística da entropia de um BN em termos dos “estados de energia” microscópicos na superfície do ‘buraco negro’…Ou seja, fizeram uma conexão com as equações da Teoria Quântica de Campos; normalmente usadas para descrever partículas. Eles perceberam        assim, que equações empregadas na descrição das propriedades do buraco negro eram semelhantes às empregadas na TQC para descrever um sistema de partículas, mas em      um universo sem gravidade… – Um ano depois… Juan Maldacena…do “Instituto de Estudos Avançados”…Princeton /EUA descobriu uma ‘equivalência matemática’ entre    dois tipos de universos…o primeiro universo contém partículas que obedecem à TQC,      mas não contém gravidade; o outro obedece à “teoria das Cordas”, possui gravidade,        e um tipo especial de geometria do espaço-tempo negativamente curvada (‘universo anti-de Sitter‘) exatamente como o que se acredita existir dentro de buracos negros.

Isto pode parecer um monte de matemática obscura, mas teve enorme impacto na física teórica. Quando físicos ficam travados em equações muito difíceis de resolver, podem    se transferir para o “universo espelho”…onde a matemática é muitas vezes mais fácil…e terminar seus cálculos lá, antes de retornar com suas respostas ao Universo…”positivo”.

O “Universo Projetado”

Esta “conjectura de Maldacena” relacionando estes 2 Universos, tem-se mostrado um incrível sucesso matemático. Segundo Strominger… sendo entendida em um ‘nível de detalhamento’ incrível, seu enunciado belo e preciso segue o consenso geral de existir  provas suficientes para garantir sua legitimidade. – Porém, no geralo Universo que vemos não é negativamente curvado, limitando as aplicações da “correspondência de Maldacena”…Com efeito, no final de 1990 descobriu-se, ao contrário, que a expansão          do Universo está se acelerando; algo atribuído a algum tipo de “energia escura” que o empurra para fora, no sentido oposto à gravidade. – Um cosmos no qual esta energia escura é protagonista, se chama… “Universo de Sitter“. – Nele, busca-se agora um “princípio de correspondência” similar ao de Maldacena — como explica Strominger:

“Tem sido muito frustrante tentar entender o espaço de Sitter no âmbito        da ‘teoria das cordas’… – Eu simplesmente não tive êxito… Mas, mesmo quando você está tentando e não consegue… – sempre aprende-se algo.”

Uma “estranha gravidade”

E de fato … durante esse esforço, Strominger aprendeu uma teoria pouco conhecida, mas para o seu caso…de muito interesse…criada pelo físico Misha Vasiliev… que descreve…partículas interagindo entre si… — Embora relacionada à “teoria das cordas”… ela inclui, em seu esboço teórico uma série de novas ‘partículas sem massa’, de propriedades incomuns…que nunca foram antes observadas… Teoria que Strominger abordou:

“Todo o mundo acha a gravidade de Vasiliev uma teoria estranha. Apesar disso, parece matematicamente autoconsistente…e, de muitas formas, bem mais simples de se analisar, do que a teoria das cordas”.

Utilizando o modelo de Vasiliev para a gravidade, Strominger aplicou a correspondência de Maldacena do espaço anti-de Sitter, ao espaço de Sitter. Este é o primeiro exemplo de como um universo fisicamente semelhante ao nosso…pode ser entendido em termos das informações numa superfície limítrofe…holograficamente projetada para trás no tempo.

Como diz Strominger: “Estamos muito longe de poder afirmar que é assim que as coisas funcionam no nosso próprio universo…mas é um pequeno passo na direção correta. Isto faz as pessoas se interessarem pela ideia e quererem dar o próximo passo”. – Maldacena concorda que o trabalho é muito interessante…por ser o 1º exemplo da correspondência com curvatura positiva…se relacionando mais diretamente ao universo em que vivemos.

Holograma do futuro infinito

Ainda estamos longe de qualquer tipo de teste observacional que nos possa responder se este universo é… de fato, uma “projeção holográfica” do futuro, ideia que até agora, só se demonstrou valida dentro deste exótico modelo de universo de Vasiliev…Mas, mesmo assim… – Strominger argumenta que:

“Estamos fazendo as perguntas mais difíceis que podemos conceber. Leva muito              tempo para entender qual é a pergunta… – é preciso um tempo para entender a resposta… – e leva um tempo ainda maior… – para poder testá-la.” (texto base****************************************************************************

Vivemos em um Universo Holográfico? (ago/2014)                                                              Um experimento chamado Holômetro, começou a coletar dados que poderão responder a algumas perguntas sobre o nosso Universo – incluindo… se vivemos em um “holograma”.

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Vista de cima do Holômetro, que está procurando pelo “ruído holográfico” do espaço-tempo, testando se o Universo é um holograma 2-D. [Imagem: Fermilab]

Da mesma forma que personagens em um ‘programa de televisão’ não teriam como saber que o seu aparente mundo 3-D só existe em uma tela 2-D…alguns físicos acreditam, que nós poderíamos não ter noção de que nosso espaço 3-D é apenas umailusão‘. – A informação sobre tudo em nosso Universo poderia estar codificada em pequenos pacotes, em apenas duas ‘dimensões espaciais’.    Para saber se isso é verdade — ou não, construiu-se um aparelho (holômetro)    ultrassensível, pra medir movimentos.

Chegue perto o suficiente da tela da TV…e você verá os pixels, pequenos pontos de dados que geram uma imagem perfeita conforme você vai se afastando. Os cientistas acreditam que as informações do universo podem estar contidas do mesmo modo, e que o tamanho do pixel natural do espaço (“átomo de espaço“) é cerca de 10 trilhões de trilhões de vezes menor do que um átomo…uma distância que os físicos denominaram “escala de Planck”.

Craig Hogan, diretor do Fermilab, nos EUA – e criador da “teoria do ruído holográfico”, explica que: “Nós queremos descobrir se o espaço-tempo é um sistema quântico do tipo material. Se encontrarmos alguma evidência sobre isso, as ideias sobre o espaço com as quais estamos acostumados há milhares de anos, mudarão completamente. Se o espaço      for mesmo formado por bits 2-D contendo informações sobre a localização precisa dos objetos, então estaria sujeito ao mesmo ‘Princípio da Incerteza‘ da mecânica quântica”.

Seria de se esperar a presença desse “ruído holográfico” em todas as frequências, mas o maior desafio dos cientistas…é não serem enganados por outras fontes de vibrações…O ‘Holômetro’ está testando uma frequência tão alta (milhões de ciclos por segundo), que movimentos da matéria normal não causam problemas…O ruído de fundo dominante é mais frequente devido a ondas de rádio, emitidas pelos aparelhos eletrônicos próximos. Apesar de toda dificuldade – o aparelho foi projetado para identificar e eliminar ruídos      de qualquer fonte conhecida. Se restar um ruído impossível de se livrar, podemos estar detetando algo fundamental sobre a natureza; intrínseco ao espaço-tempo. (texto base)

“Holômetro” (o resultado)                                                                                                                O Holômetro continuou coletando dados até o final de 2015, quando então os físicos teriam uma palavra final sobre se o espaço é realmente…”granulado”…por “átomos”.

E a equipe de pesquisadores do “Fermilab” finalizou o experimento, que poderia dizer se a ‘teoria do universo holográfico‘ é verídica ou não. Se o princípio holográfico fosse verdadeiro…o universo só teria duas dimensões … e a 3ª dimensão – seria uma ilusão (‘temporal’)… É uma ideia difícil de ser comprovada – todavia … Hogan havia encontrado uma solução…Seu argumento era que…sendo o Universo um holograma ‘bidimensional’ então deveria emergir um ‘ruído holográfico‘ – ao nele…se medir direções – de frente… para trás – de cima para baixo – e, da esquerda… para direita.

Da mesma forma que a matéria continua a oscilar como ondas quânticas, mesmo quando resfriada perto do zero absoluto, este ‘espaço pixelado’ deve ter vibrações intrínsecas, até em seu estado de energia mais baixo. – O “Holômetro”, ou interferômetro holográfico…é    o dispositivo mais sensível já criado para tentar medir uma eventual “oscilação quântica” do próprio espaço – ou dos “grãos de espaço“. Operando na potência máxima, empregou um par de interferômetros colocados perto um do outro – com cada qual emitindo feixes de laser de 1 quilowatt (o mesmo que 200 mil apontadores laser) em um divisor de feixe,    em 2 braços perpendiculares de 40 metros de comprimento, e alto vácuo em seu interior.

A luz é então refletida de volta para o divisor de feixes, onde os dois feixes se recombinam. – Qualquer movimento provocaria flutuações nesse feixe recombinado. Dessa forma, os físicos analisariam essas flutuações na luz de retorno – para ver se o divisor de feixe estaria se movendo. – Em caso positivo, ele seria deslocado por uma “instabilidade”do próprio espaço.

Usando então o ‘Holômetro’, que é essencialmente um interferômetro – sistema de lasers e espelhos, fez-se uma medição onde os lasers foram apontados…para direções diferentes. Se o universo fosse um holograma, os lasers deveriam “sacudir” ligeiramente… Como não foi detetado esse fenômeno…Hogan declarou que o principio holográfico é falso. – Porém, nem todos teóricos concordam com esse resultado…muitos acreditam que o principio não implica na existência de ruídos. texto base (dez/2015) ## ‘Holografia Quântica’ (jul/2016)  ************************************************************************************

A matemática mostra o universo emergindocomo um holograma (fev/2019)    Os físicos criaram um modelo holográfico do “espaço de Sitter”, termo para um universo como o nosso… – que poderia nos dar novas pistas sobre a origem do espaço e do tempo.

universe-expanding

‘Espaço de Sitter’ (dS) de curvatura positiva, similar à superfície ilimitada de uma esfera em expansão.

O tecido do espaço-tempo é amplamente aceito pelos físicos como emergente, costurado    a partir de fios quânticos, de acordo com um padrão desconhecido…Pode ser estudado a partir de um modelo teórico conhecido como “universo em garrafa”. – Embora seja um universo de brinquedo intrigante, se refere ao holograma de um espaço oposto ao nosso.

Espaço de Sitter (dS) x anti-de Sitter (AdS)                                                              O…“universo interior”…projeta-se a partir do sistema de                                                      fronteiras de dimensões inferiores, como um holograma.

Por 22 anos, os cientistas utilizaram principalmente um modelo de como tal espaço-tempo emergente pode funcionar: o “Universo numa garrafa”, criado por Juan Maldacena…Nesse modelo, o espaçotempo que preenche a região dentro do “recipiente” [um contínuo, que se dobra e ondula (tipo BN)…produzindo a chamada ‘força da gravidade’] é formado por uma rede de partículas quânticas, que vivem na superfície rígida e livre de gravidade da garrafa.

Esse ‘holograma’ forneceu um exemplo prático de uma teoria quântica da gravidade, mas não significa que seja assim que o espaço-tempo e a gravidade emergem em nosso universo real. O interior da garrafa é um espaço dinâmico, tipo “Anti-de Sitter” (AdS), negativamente curvado como uma sela. As curvas tendem à vertical ao nos afastarmos       do centro…dando a esse espaço, o seu próprio limite externo… — uma superfície onde partículas quânticas interagindo podem criar um universo holográfico em seu interior. 

Correspondência ‘Ads/CFT’                                                                                                     

Desde 1997, quando Maldacena descobriu a “correspondência AdS / CFT“:                      uma dualidade entre o “espaço AdS” … e uma “teoria de campo conforme”,                    descrevendo interações quânticas na fronteira desse espaço (subconjunto                          das teorias quânticas de campo), físicos buscaram uma descrição análoga                            de regiões espaço-temporais (não engarrafadas) como nosso Universo dS,                        cujo único limite é o ‘futuro infinito’. No entanto, a dificuldade conceitual                            de projetar um holograma…a partir de partículas quânticas que vivem no                      futuro infinito…há muito tempo frustra todos os esforços, para descrever holograficamente…um espaço-tempo real. – Contudo…recentemente… 3                          físicos (Xi Dong, da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara (EUA),                          Eva Silverstein…da Universidade de Stanford (EUA)…e Gonzalo Torroba,                            de Bariloche, Argentina) caminharam em direção a um “holograma dS“. 

Assim como a correspondência AdS/CFT, a deles também é apenas um                              modelo teórico, mas alguns dos princípios de sua construção podem se                          estender, sem embargo, a hologramas espaço-temporais mais realistas.  

espaco-tempo-holograma

Um esboço de Xi Dong do procedimento de corte, deformação e colagem que ele e seus colegas usaram para construir um holograma de um universo de Sitter.

Correspondência ‘dS/dS’                  “Há evidências tentadoras, de que tal novo modelo é uma ‘peça importante’        a uma ‘gravidade quântica’ de Sitter”.

Os cientistas construíram um ‘holograma do espaço dS‘, utilizando 2 universos AdS, cortando-os… distorcendo-os… e colando suas fronteiras. O corte é necessário, para lidar com um problema de infinito: o fato do limite espacial AdS…ser infinitamente distante de seu centro… — Eles tornaram este espaço AdS finito…cortando a região do ‘espaço-tempo’ – no truque conhecido como… modelo Randall-Sundrum.

Em seguida, adicionaram ingredientes da teoria das cordas para energizar as fronteiras, dando-lhes uma curvatura positiva. Esse procedimento… chamado “elevação”, transformou os dois espaços AdS em forma de sela, em espaços dS                    em forma de tigela. – Por fim, “colaram” as 2 tigelas ao longo de suas bordas. 

As CFTs descrevendo ambos os hemisférios se tornam acopladas – formando um único sistema quântico holograficamente dual para todo o espaço esférico de Sitter. O espaço-tempo resultante não tem limite, mas por construção, vale para as 2 CFTs. Esse espaço ainda é aproximado por um CFT, que vive em seu limite; mas o limite está agora a uma distância finita de distância. Como o equador do espaço de Sitter onde os 2 CFTs estão,    é…em si, um espaço de Sitter, a construção é chamada…uma “correspondência dS/dS”.

Entropia de entrelaçamento

Silverstein propôs tal ‘ideia básica‘ em 2004, mas novas ferramentas teóricas permitiram estudar em detalhe o “holograma dS/dS“, em importantes verificações de consistência. Num ‘artigo recente‘… eles calcularam que a “entropia de entrelaçamento” (…informação armazenada em CFTs acopladas), equivale à de uma região esférica do “espaço de Sitter”.

Agora, o desenvolvimento do “holograma de Sitter” está sendo feito, usando ferramentas da ciência da computação. – Os cientistas já sabem que a correspondência AdS/CFT, por exemplo, funciona exatamente como um… “código quântico de correção de erros”, um esquema para codificar informações de forma segura, num agitado sistema quântico.    A correção quântica de erros pode ser a forma como o tecido emergente do espaçotempo alcança sua robustez – apesar de ser construído a partir de ‘frágeis‘ partículas quânticas.    E Sobre isso, Dong…que participou do descobrimento da conexão ‘AdS/CFT’, comentou:

“Acredito que a holografia de Sitter também funcione como um código quântico de correção de erros…e eu gostaria muito de entender como”.      Há pouca esperança de ‘evidências experimentais’ verificando se essa      nova perspectiva do espaço-tempo De Sitter está correta… mas, para      Dong…“teremos uma intuição, se as peças começarem a se encaixar”.

Patrick Hayden, físico teórico e cientista da computação em Stanford…que estuda a correspondência ‘AdS/CFT’ e sua relação com a “correção quântica de erros”…disse              que ele e outros especialistas estão refletindo sobre o modelo dS/dS. Disse também          que ainda é cedo para saber se os insights sobre como o espaço-tempo é produzido,              e como a gravidade quântica funciona no “espaço AdS”, serão transferidos para um modelo de Sitter…E concluiu…Mas há um caminho… algo a ser feito… – Podemos formular questões matemáticas concretas…E, acho que muita coisa ainda vai rolar,          nos próximos anos”. (hypescience)##(Universo Racionalista)##[QuantaMagazine***************************(texto complementar)******************************

Buracos negros gerando hologramas                                                                          Mathur discorda da teoria que diz que os buracos negros têm… firewalls,                    provando matematicamente — que não são, necessariamente, sinônimo de                      coisa ruim, destruição, fim do mundo…e toda aquela conversa apocalíptica. 

buracos-negros-e-hologramasOs buracos negros são assassinos cruéis que destroem tudo o que veem pela frente?… De acordo com Samir Mathurnão. Segundo o professor de física da Universidade de Ohio, EUA a ideia de que os bns destroem tudo ao redor tem uma falha. Em artigo há pouco publicado Mathur  matematicamente discorda de uma… “teoria dos firewalls”.

Mathur e sua equipe…ao se aprofundar numa teoria a respeito do emaranhado de “cordas cósmicas”, obtiveram uma conclusão extraordinária, que muda totalmente a forma de ver os “buracos negros” – não como destruidores compulsivos – mas sim…como uma espécie de… “máquinas trans-copiadoras“. – Por essa hipótese…qualquer material ao tocar a superfície de um buraco negro, se torna imediatamente um “holograma“… ou seja, uma cópia… “quase perfeita”… de si mesmo – que continua a existir… exatamente como antes.

No entanto, há uma hipótese na física chamada de…”complementaridade“…proposta pela primeira vez em 1993, pelo físico da ‘Universidade de Stanford’Leonard Susskind.  E a ‘complementaridade’ exige que um holograma criado por um buraco negro seja uma “cópia perfeita” do original. Neste novo embate de…“cordas cósmicas x firewall”…físicos de ambos os lados matematicamente concluíram que uma estrita complementaridade, é impossível…Isto é, um holograma perfeito não se formaria sobre a superfície de um BN.

Os adeptos da ‘firewall‘ tem uma abordagem “tudo ou nada” sobre a complementaridade. Sem perfeição, eles dizem, só pode haver a possibilidade de “morte súbita”. Todavia, com seu mais recente estudo, Mathur responde a essa hipótese, garantindo matematicamente que uma… “complementaridade modificada“… (e, portanto, imperfeita)…é possível.

Mas … não é que os defensores da ‘teoria do firewall’ tenham cometido algum tipo de erro matemático. O fato é que os dois lados basearam seus cálculos em pressupostos diferentes, então, tiveram respostas diferentes. Um grupo rejeita a ideia de imperfeição, e o outro não.

“Imperfeição é tema comum em cosmologia”.  Stephen Hawking disse essa famosa frase de que o universo — desde o princípio de sua existência era imperfeito… pois segundo ele, sem uma ‘dispersão imperfeita‘ do material criado durante o Big Bang a gravidade seria incapaz de reunir os átomos, que compõem  galáxias, estrelas e tudo o mais. Nessa nova disputa entre as teorias os físicos podem aceitar ou não uma imperfeição dos BNs, assim como  de todo o resto do Universo.

O “paradoxo da informação”

De acordo com Mathusnão existe algo como um buraco negro perfeito, sendo cada um diferente do outro. Esse comentário refere-se à resolução do paradoxo da informação, um debate de longa duração da física, que teve como desfecho final a aceitação por parte de Hawking da não destruição do material que cai num buraco negrocomo passando a fazer parte do mesmo… – Além dissoo buraco negro também não é permanentemente alterado pela nova adição, pois cada um é…”produto exclusivo”…do material “engolido”.

O paradoxo da informação foi resolvido em parte devido ao desenvolvimento de Mathur, em 2003, da teoria do emaranhado de cordas cósmicas. A ideia foi solidificada através de trabalhos posteriores. Seu modelo, radical à época…sugeria uma superfície distorcida dos buracos negros…significando que as coisas simplesmente não caíam direto nos BNs; implicando assim na possibilidade de um holograma. Mas, se a superfície de um buraco negro for um ‘firewall’…então a ideia do Universo como um holograma estaria incorreta.

Em toda essa discussão…é a própria…”natureza do universo”…que está em jogo. Mas, provavelmente, não são os físicos que darão a palavra final…A questão, na verdade, é    bem simples…Podemos aceitar a ideia de imperfeição ou não?…texto base (jun/2015)    p/consulta: Para Hawking, pode ser possível escapar de um buraco negro (ago/2015)  Pode ser possível sobreviver a uma queda num ‘buraco negro rotacional’? (jun/2016) *******************************************************************************

Buracos negros podem ser hologramas?                                                                            No buraco negro, toda informação se acumularia numa superfície                      bidimensionalcapaz de reproduzir uma imagem tridimensional.

Como são realmente “buracos negros”? Esféricos, lisos e simples – conforme a Relatividade… — ou…absurdamente complexose repletos de informações, como dizia Stephen Hawking – guiado pela Física Quântica?…Atualmente, a melhor resposta, é que não existe uma resposta únicasobre como descrever esses misteriosos…”objetos cósmicos”. Mas agora Francesco Benini e Paolo Milan, do “laboratório SISSA” … Itália, dão mais força à ideia de que “buracos negros” são apenas “hologramas” (2d).

O, um tanto contra-intuitivo…Princípio Holográfico, propõe que o comportamento da gravidade, numa determinada região do espaço, possa ser alternativamente descrito em termos de um sistema diferente, que existe apenas ao longo da borda daquela região, e portanto, com uma dimensão a menos. E, o mais importante nesta descrição alternativa (chamada holográfica), é que a gravidade não aparece explicitamente. Noutras palavras,    o princípio holográfico nos permite descrever a gravidade, usando uma linguagem que não contém gravidade, evitando dessa forma…qualquer atrito com a mecânica quântica.  Assim, o que Benini e Milan de fato fizeram foi “aplicar a teoria do princípio holográfico aos buracos negros”…E desta forma, suas misteriosas ‘propriedades termodinâmicas’ se tornaram mais compreensíveis. – Prevendo para tais corpos uma grande entropiae os observando em termos de mecânica quânticasomos capazes de descrevê-los como um holograma – onde em 2 dimensões – um objeto 3d é representado … livre da gravidade.

Pode parece estranho retirar a gravidade da explicação dos buracos negros, justamente      a força que tem sido a grande artífice de suas tradicionais descrições até hoje mas a matemática funcionou, e a equipe está até mesmo pensando em testar sua teoria, o que esperam fazer envolvendo ondas gravitacionais e as gigantescas fusões que as originam. Assim, quem sabeem um futuro mais próximo do que se imagina, seja possível testar previsões teóricas sobre a…”gravidade quântica”…por meio de observações o que, do ponto de vista científico, seria algo absolutamente excepcional. (texto base) (jun/2020)

Sobre Cesarious

estudei Astronomia na UFRJ no período 1973/1979.
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2 respostas para O “Modelo Cosmolográfico”, em suas várias perspectivas

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