(dr) Hannes Hummel / Quanta Magazine

O tecido do espaço-tempo. Alice e Bob criam um wormhole a partir de dois buracos negros criados com partículas entrelaçadas

Um dos mais teimosos problemas da física actual é o facto de que as duas principais teorias para explicar o Universo – a Relatividade Geral e a Mecânica Quântica – funcionam bem isoladamente, mas quanto se tenta combinar as duas, a matemática não bate certo.

A Relatividade Geral explica perfeitamente o mundo das pessoas e dos planetas, e a Mecânica Quântica explica muito bem o mundo dos átomos e do Homem-Formiga.

E todos os esforços para unificar as duas teorias numa só teoria teoria geral da física – a famosa Teoria das Cordas – falharam redondamente.

Mas agora, uma nova equação, tão simples como a conhecida E=mc², reclama a proeza de o ter feito, e está a dar a volta à cabeça dos físicos de todo o mundo.

A nova equação, apresentada por um físico da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, não é uma fórmula algébrica, mas uma simples expressão simbólica.

ER=EPR

Cada letra na revolucionária equação é na realidade a inicial do nome de um cientista.

A primeira parte da equação, ER, significa Einstein-Rosen, e refere-se ao trabalho publicado por Einstein com Nathan Rosen, em 1935, que descreve as chamadas “pontes de Einstein-Rosen”, que estão relacionadas com os famosos wormholes, ou túneis do espaço-tempo.

Os wormholes funcionam como túneis – não apenas entre dois lugares distantes do Universo, mas entre dois pontos no tempo.

Quando uma coisa cai num dos lados do wormhole, aparece no outro lado instantaneamente, mesmo que as duas extremidades estejam a biliões de anos-luz uma da outra.

A segunda parte da equação, EPR, refere-se aos três físicos responsáveis por postular o famoso Paradoxo de EPR: uma vez mais Einstein e Rosen, aos quais se juntou Boris Podolsky.

O Paradoxo de EPR refere-se ao que Einstein chamou de “acção fantasmagórica à distância”, o famoso entrelaçamento quântico.

Nele, os estados quânticos de um par de partículas estão interligados por forças quânticas, e o que acontece com uma partícula é reflectido instantaneamente na outra partícula – mesmo que as duas estejam a milhões de anos-luz de distância uma da outra.

O Santo Graal da física moderna

A nova equação ER=EPR foi criada pelo físico teórico Leonard Susskind, e basicamente representa a ideia de que o entrelaçamento quântico e os wormholes descrevem a mesma coisa.

Esta ideia não é totalmente nova.

Em 2013, Susskind publicou um trabalho com um outro físico, Juan Maldacena, no qual a ideia era já proposta.

O que Susskind agora fez foi publicar um novo estudo, com o título “Copenhagen vs Everett, Teleportation, and ER=EPR” no qual descreve as implicações concretas da equação que ER=EPR.

E entre as implicações que Susskind aponta, está o Santo Graal da física moderna: a unificação da mecânica quântica e da relatividade geral.

Essa unificação explicaria o mistério do entrelaçamento, e que o próprio espaço-tempo pode emergir do entrelaçamento quântico, e as controvérsias sobre como deve ser interpretada a mecânica quântica.

No seu trabalho, Susskind propõe um cenário hipotético, em que Alice e Bob pegam cada um num punhado de partículas que entrelaçadas. Alice fica com um dos membros de cada par de partículas entrelaçadas, e Bob com o outro membro.

Alice e Bob partem então, nas suas naves espaciais ultra-rápidas, em direcções opostas do Universo.

Uma vez que os dois viajantes espaciais estejam em locais distantes um do outro, Alice e Bob esmagam as partículas com tanta força que criam dois buracos negros separados.

De acordo com a teoria de Susskind, estes dois buracos negros estarão emaranhados, ligados por um gigantesco wormhole.

Segundo Tom Siegfried, cronista da ScienceNews, “se ER=EPR estiver certo, um wormhole irá ligar estes buracos negros, e o emaranhamento, portanto, pode ser descrito usando a geometria dos buracos negros”.

O trabalho de Susskind realça também que a implicação de ER=EPR é que a mecânica quântica e a gravidade estão muito mais fortemente relacionadas entre si do que jamais imaginámos.

O trabalho de Susskind ainda não passou pelo processo de revisão por pares. Se a comunidade científica validar a teoria de que ER=EPR, finalmente os dois campos da física terão sido unificados.

E o nosso mundo poderá mudar de formas inimagináveis.

AJB, ZAP / HypeScience / ScienceAlert / QuantaMagazine