‘A questão desconhecida’ – O fim do espaço-tempo

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O físico teórico Nima Arkani-Hamed, professor do Instituto de Estudos Avançados (IAS) em Princeton, NJ – EUA, leva-nos além da fronteira, além de Einstein, além do espaço-tempo e da mecânica quântica e dos tropos da física do século XX, para nova visão espetacular do cosmos.

'A questão desconhecida' - O fim do espaço-tempo

Em 2012, ele ganhou o primeiro prêmio de US$ 3 milhões do Fundamental Physics Prize “por abordagens originais para problemas pendentes na física de partículas, incluindo a proposta de grandes dimensões extras, novas teorias para o bóson de Higgs, novas realizações de supersimetria, teorias para matéria escura e exploração de novas estruturas matemáticas nas amplitudes de espalhamento da teoria de gauge.”

A única pergunta sobre o universo veio a preocupá-lo, juntamente com o campo como um todo, escreve Béatrice de Géa em Quanta, é procurar saber se as propriedades do universo são inevitáveis, previsíveis, isto é, ‘naturais’. se encaixando em um padrão sensível, ou “se o universo é extremamente antinatural, uma permutação peculiar entre inúmeras outras possibilidades, observadas por nenhuma outra razão a não ser que suas condições especiais permitem que a vida surja”.

Um universo natural é, em princípio, conhecível. Mas se o universo não é natural e está sintonizado para a vida, observa Arkani-Hamed, “o resultado de sorte de uma roleta cósmica, então é lógico que um vasto e diverso ‘multiverso‘ de universos deve existir além de nosso alcance – produtos sem vida de rodadas menos fortuitas. Este multiverso torna nosso universo impossível de entender completamente em seus próprios termos”.

As partículas elementares conhecidas, conclui Béatrice de Géa, codificadas em um conjunto de equações de 40 anos chamado ‘Modelo Padrão’, carecem de um padrão sensível e parecem surpreendentemente sintonizadas para a vida, levando Arkani-Hamed e outros físicos de partículas a acreditarem na naturalidade e passarem décadas inventando maneiras inteligentes de encaixar o Modelo Padrão em um padrão natural maior, enquanto os coletores de partículas, como o Grande Colisor de Hádrons, não conseguiram apresentar provas de suas propostas na forma de supersimetria, novas partículas e fenômenos, “cada vez mais apontando para a perspectiva sombria e radical de que a naturalidade está morta”.

A destruição do espaço-tempo

Hoje, muitos físicos se sentem presos, escreve Natalie Wolchover no The New Yorker, e vêem a necessidade de reformular as teorias da física moderna em uma nova linguagem matemática. “Eles têm um palpite”, escreve ela, “de que eles precisam transcender a noção de que objetos se movem e interagem no espaço e no tempo. A teoria geral da relatividade de Einstein tece o espaço e o tempo juntos num tecido quadridimensional, conhecido como espaço-tempo, e equaciona a gravidade com dobras nesse tecido. Mas a teoria de Einstein e o conceito de espaço-tempo se desmonta dentro de buracos negros e no momento do big bang. O espaço-tempo, em outras palavras, pode ser uma tradução de outra descrição da realidade que, embora mais abstrata ou desconhecida, pode ter maior poder explicativo.”

Nima Arkani-Hamed – Quais são as questões mais importantes da natureza?

Em 2013, Nima Arkani-Hamed e Jaroslav Trnka descobriram uma reformulação das amplitudes de espalhamento que não fazem referência nem ao espaço nem ao tempo, mas sim que as amplitudes de certas colisões de partículas são codificadas no volume de um objeto geométrico semelhante a uma joia, chamado de “amplituhedron”, o que simplifica dramaticamente os cálculos de interações de partículas e desafia a noção de que o espaço e o tempo são componentes fundamentais da realidade.

O amplituhedron conecta perfeitamente as imagens de grande e pequena escala do universo. Ele poderia ajudar removendo dois princípios profundamente enraizados da física: localidade e unitariedade.

“Ambos estão conectados da maneira habitual em que pensamos sobre as coisas”, disse Nima Arkani-Hamed, professor de física do Instituto de Estudos Avançados de Princeton, Nova Jersey, e principal autor do novo trabalho que ele está apresentando em conversações e em um próximo artigo. “Ambos são suspeitos”.

Essa descoberta levou-os a explorar essa nova formulação geométrica de amplitudes de dispersão de partículas, na esperança de que ela nos afastasse de nossa concepção cotidiana de espaço-tempo para uma estrutura explicativa “maior” da realidade.

A pergunta desconhecida

Para Arkani-Hamed, as leis da natureza sugerem uma concepção diferente do que é a física. “Não estamos criando uma máquina que calcule respostas”‘, ele diz, “em vez disso, estamos descobrindo perguntas. As leis da natureza que mudam de forma parecem ser a resposta para uma questão matemática desconhecida”.

“A ascensão ao décimo nível do céu intelectual”, diz Nima Arkani-Hamed, descrevendo o objetivo final da física “seria se encontrarmos a questão para a qual o universo é a resposta, e a natureza dessa questão, por si mesma, explica porque foi possível descrevê-la de muitas maneiras diferentes”.

“Agora parece que as respostas nos cercam. O que não sabemos, é a pergunta.”

(Fonte)

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Tenho a distinta impressão de que eles vão acabar descobrindo que nem as respostas têm. No que diz respeito a esses mistérios, quase tudo que parece ser descoberto em definitivo acaba sendo provado ao contrário tempos depois.

Mistérios e mais mistérios…