Físicos sustentam que o futuro altera o passado

Embora haja muitas formulações contra-intuitivas na teoria quântica, a ideia de que as influências podem viajar para trás no tempo, do futuro para o passado, geralmente não era sequer considerada. Até agora.

Mas recentemente, um grupo de físicos tem estado a estudar a ideia, chamada de “retrocausalidade”, de que as influências podem viajar para trás no tempo, porque essa possibilidade poderia resolver de forma estratégica alguns dos enigmas mais antigos da física quântica.

Segundo estes cientistas, se a retrocausalidade for permitida, os famosos testes de Bell, que tentam provar a ocorrência de entrelaçamento quântico, podem ser apontados como evidências de retrocausalidade e não de uma acção à distância – um resultado que  os cépticos da famosa propriedade “fantasmagórica” de Einstein poderiam ter apreciado.

Num novo artigo publicado na Proceedings of The Royal Society A, os físicos americanos Matthew S. Leifer, da Universidade de Chapman, e Matthew F. Pusey, do Instituto Perimeter de Física Teórica, dão um novo suporte intelectual à ideia de que, se certos pressupostos razoáveis forem seguidos, então a teoria quântica deverá ser retrocausal.

O apelo da retrocausalidade

Antes de mais, importa esclarecer o que é retrocausalidade e o que não é. O seu princípio teórico não significa que sinais possam ser transmitidos do futuro para o passado, ideia que, por razões termodinâmicas, seria proibida mesmo numa teoria retrocausal.

Em vez disso, a retrocausalidade significa que, quando um determinado investigador escolhe a configuração da forma como vai medir uma partícula, essa decisão pode influenciar as propriedades dessa partícula – ou outra qualquer – no passado, mesmo antes de o experimentador ter feito a sua escolha.

Por outras palavras, uma decisão tomada no presente pode influenciar algo no passado.

Nos testes originais de Bell, os físicos assumiram que as influências retrocausais não seriam possíveis. Consequentemente, para explicar as suas observações de que as partículas distantes parecem saber imediatamente que valor está a ser medido na outra, a única explicação viável foi a acção à distância – o efeito fantasmagórico

Ou seja, as partículas estão de alguma forma a influenciar-se, mesmo quando separadas por grandes distâncias, de formas que não podem ser explicadas por nenhum mecanismo conhecido.

Mas, ao reconhecer a possibilidade de que a configuração da medição de uma partícula possa influenciar retrocausalmente o comportamento da outra partícula, não há necessidade de falar em acção à distância – apenas numa influência retrocausal.

Generalizando: com ou sem estado quântico real

Um dos principais defensores da retrocausalidade na teoria quântica é Huw Price, professor de filosofia da Universidade de Cambridge.

Em 2012, Price apresentou um argumento sugerindo que qualquer teoria quântica que suponha duas condições, deve permitir influências retrocausais: que (1) o estado quântico é real e (2) o mundo quântico tem simetria temporal, ou seja, que os processos físicos podem correr para a frente e para trás enquanto seguem as mesmas leis da física.

Compreensivelmente, no entanto, a ideia de retrocausalidade não foi aceite pelos físicos em geral. “Há um pequeno grupo de físicos e filósofos que pensam ser possível perseguir essa ideia, incluindo Huw Price”, diz Matthew S. Leifer à Phys.org.

No novo estudo, Leifer e Pusey começam por negar o primeiro pressuposto de Price, de modo que o argumento mantém a questão sobre o estado quântico ser ou não uma possibilidade real, debate pouco analisado e que ainda rende algumas reflexões.

Um estado quântico irreal descreveria o conhecimento e as teorias sobre o sistema quântico, sem necessariamente representar uma verdadeira propriedade física do sistema.

Embora a maior parte das pesquisas sugira que o estado quântico seja real, é difícil confirmá-lo, e aceitar a tese da retrocausalidade pode fornecer novos pontos e descobertas na questão.

“Tanto quanto sei, não há uma interpretação consensual sobre a teoria quântica que recupere toda a sua base teórica e explore esta proposta. Trata-se de uma ideia de interpretação pontual, pelo que acredito que os outros físicos têm alguma razão no seu cepticismo, e recai sobre nós o ónus de a provar”, diz Leifer.

“A razão pela qual penso valer a pena investigar a retrocausalidade é que agora temos uma série de resultados irrelevantes a partir de interpretações realistas da teoria quântica, incluindo o teorema de Bell, Kochen-Specker e as provas recentes da realidade do estado quântico”, acrescenta.

Simetria de tempo e não-retrocausalidade

No seu artigo, Leifer e Pusey reformularam a ideia tradicional da simetria do tempo na física, que se baseia na reversão de um processo físico, substituindo t por -t nas equações de movimento.

Os dois físicos desenvolvem um conceito mais forte de simetria de tempo, na qual reverter um processo não é apenas possível, mas também que a probabilidade da sua ocorrência é a mesma, tanto para frente ou como para trás.

O principal resultado sustentado por Leifer e Pusey é o de que uma teoria quântica que presuma que esse tipo de simetria de tempo e a retrocausalidade não acontecem de modo simultâneo, entra em contradição.

Leifer e Pusey descrevem um ensaio que ilustra essa contradição, na qual a suposição de simetria de tempo exige que os processos para a frente e para trás ocorram com a mesma probabilidade, mas a hipótese da não retrocausalidade exige que sejam diferentes.

Então, em última instância, tudo se resume à escolha de manter a simetria do tempo ou a não retrocausalidade, já que o argumento de Leifer e Pusey mostra que as duas situações não podem ocorrer ao mesmo tempo.

Como a simetria do tempo parece ser uma simetria física fundamental, eles argumentam que é mais sensato permitir a retrocausalidade. Isso eliminaria a necessidade de ação à distância nos testes de Bell, e ainda seria possível explicar por que é proibido o uso de retrocausalidade para enviar informações.

“Abraçar a retrocausalidade parece ser a opção mais razoável, antes de mais porque é algo que nos permite resolver as questões levantadas por outros teoremas vistos como impossíveis, ou seja, isso permite aplicar as correlações de Bell sem acção à distância”, diz Leifer.

“Em segundo lugar, sabemos que a existência de uma flecha de tempo já pode ser explicada por argumentos termodinâmicos, ou seja, é uma característica que se refere às condições especiais do limite do universo e não uma lei da física”, explica o físico.

“Como a capacidade de enviar sinais apenas ao futuro e não ao passado faz parte da definição da seta do tempo, parece-me provável que a incapacidade de sinalizar o passado num universo retrocausal também possa surgir de condições especiais, que não precisa de ser necessariamente uma lei da física”, diz Leifer.

À medida que os físicos aprofundam estas explicações, toda a ideia de retrocausalidade continua a ter pouca aceitação, porque não se manifesta em mais nenhum outro aspecto da ciência. Mas na realidade, o mesmo se aplica à famosa acção à distância.