A teoria quântica pode distorcer a causa e o efeito em loops

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Créditos: Sakkmesterke / iStock / Getty Images.

Por Andy Tomaswick
Publicado no Universe Today

A causalidade é um daqueles tópicos científicos difíceis que podem facilmente cair no campo da filosofia.

A relação da ciência com o conceito começou de maneira simples: um evento causa outro evento. Esse tinha sido o entendimento padrão da comunidade científica até a introdução da mecânica quântica.

Então, com a introdução da famosa “ação fantasmagórica à distância”, que é um efeito colateral do conceito de emaranhamento quântico, os cientistas começaram a questionar essa simples interpretação da causalidade.

Agora, pesquisadores da Universidade Livre de Bruxelas (ULB) e da Universidade de Oxford criaram uma teoria que desafia ainda mais a visão padrão da causalidade como um progresso linear da causa para o efeito.

Em sua nova estrutura teórica, a causa e o efeito às vezes podem ocorrer em ciclos ou loops, com o efeito na realidade causando a causa.

O próprio mundo quântico, como é compreendido atualmente, é inerentemente confuso.

Não há uma compreensão verdadeira das coisas nessa escala, que pode ser melhor considerada como um conjunto de probabilidades matemáticas em vez de realidades. Essas probabilidades também nem sempre combinam exatamente com a ideia de uma interação de causa e efeito definida entre os eventos.

Os pesquisadores se aventuraram nessa confusão com uma ferramenta conhecida como transformação unitária.

Simplificando, uma transformação unitária é um truque usado para resolver parte da matemática necessária para entender sistemas quânticos complexos. Ao usar ela, é possível resolver a famosa equação de Schrödinger usando computadores reais.

Para dar uma explicação mais completa, é necessário mergulhar um pouco no “espaço” em que a mecânica quântica opera.

Na mecânica quântica, o tempo é simplesmente outra dimensão que deve ser explicada da mesma forma que as três dimensões usuais do que consideramos espaço linear. Os físicos geralmente usam outra ferramenta matemática chamada Hamiltoniano para resolver a equação de Schrödinger.

Um Hamiltoniano, embora seja um conceito matemático, geralmente depende do tempo. No entanto, também é a parte da equação que é alterada quando uma transformação unitária é introduzida.

Como parte dessa ação, é possível eliminar a dependência do tempo do Hamiltoniano, para torná-lo tal que, em vez de exigir tempo para ir em uma determinada direção (ou seja, para que a ação e a reação ocorram linearmente), o modelo vai além indo mais próximo de um loop do que de uma linha reta, com ação causando reação e reação causando ação.

Se isso não for confuso o suficiente, existem algumas implicações extremamente difíceis de conceber sobre este modelo (e para ser claro, de um nível macro, é apenas um modelo).

É importante dizer que essa descoberta tem pouca ou nenhuma relevância para a causa e efeito do dia a dia.

As causas e efeitos que seriam cíclicos neste cenário “não são locais no espaço-tempo”, de acordo com o comunicado de imprensa da ULB, sendo improvável que tenham qualquer impacto na vida cotidiana.

Mesmo que não tenha nenhum impacto diário agora, essa estrutura pode sugerir uma teoria combinada da mecânica quântica com a relatividade geral que tem sido o prêmio mais procurado da física por décadas.

Se essa síntese for totalmente realizada, haverá mais implicações para a vida cotidiana do que apenas as questões existenciais de saber se estamos realmente no controle de nossas próprias ações ou não.