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Há tempos que a crença que nosso Universo é uma ilusão é difundida em muitas culturas. A percepção de um universo ilusório já fez parte de várias civilizações antigas ao redor do mundo. No hinduísmo, acredita-se que o deus Brahman teve um sonho em que gotículas de suor saíam do seu corpo. Elas foram crescendo, transformando-se e evoluindo no cosmo, nas galáxias, nos planetas, nos homens, nos animais, na natureza... e tudo o que hoje conhecemos como o mundo fisicamente real não passa de um sonho do deus Brahman, e quando Brahman acordar, tudo se acabará. O filósofo grego Platão também alegava que nosso mundo na verdade é uma ilusão, alegação esta vista em seu "mito da caverna". 

Tudo é ilusão


Certa vez, um imperador indiano estava irritado com um guru que insistia que tudo é maya: uma ilusão.

Para provar que o guru estava errado, o imperador convidou-o ao seu palácio e soltou um elefante em disparada em direção a ele. Vendo que o guru correndo, o imperador gritou-lhe: "Por que você corre tão rápido, sabendo que o meu elefante é apenas uma ilusão?" O guru gritou, já à distância: "Oh, imperador, minha corrida também é uma ilusão, tudo neste mundo é uma ilusão."

Uma nova teoria, que concorda com o guru diz que tudo é ilusão. O computador que está na sua frente agora. A sua cadeira. Até mesmo este artigo não passa de uma ilusão. Este é o Princípio Holográfico.

O começo


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 nenhuma informação sobre o buraco negro e, quando ele finalmente evaporasse por inteiro, toda a informação sobre a estrela que colapsou para formá-lo estaria irremediavelmente perdida.

Isso contraria o princípio largamente aceito de que a informação nunca pode ser destruída.

Jacob Bekenstein logo propôs uma solução para esse paradoxo da informação dos buracos negros. Segundo ele, a entropia (desordem) do buraco negro - que pode ser entendida como o conteúdo de informações do buraco negro - 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. Na verdade, um buraco negro é o objeto astronômico que possui a maior entropia do Universo.

Quando  Hawking e Bekenstein calcularam que o conteúdo de da entropia do buraco negro é proporcional à sua área superficial. Isto foi surpreendente porque a maioria das pessoas esperava que a relação deveria ser com o volume do buraco negro. O que significa que que toda a informação tridimensional da estrela precursora do buraco negro poderia estar registrada em uma espécie de holograma 2D, eliminando a necessidade de analisar a informação na superfície do mesmo e não em seu volume, como se pensava! É o mesmo princípio com o Holograma que criamos em laboratório, ou no holograma do seu cartão de crédito, por exemplo, você deve observar de um certo ângulo para perceber uma codificação existente, aparentemente, no interior do adesivo holográfico.



Universo holográfico.



Trabalhos teóricos posteriores demonstraram que ondas quânticas microscópicas poderiam codificar as informações do interior do buraco negro na superfície bidimensional de seu horizonte de eventos.
Nosso Universo 3D pode ser uma projeção 2D em uma
 superfície de um Buraco Negro, assim como no Holograma. 


Sua descoberta foi apelidada de "princípio holográfico" porque ela mostra que a informação sobre um buraco negro tridimensional é codificada em sua superfície bidimensional, tal como um holograma.

Para propor um universo holográfico, Leonard Susskind e Gerard't Hooft estenderam esse princípio para todo o Universo. 

Desta forma, toda a informação contida no Universo, inclusive seus pensamento, estariam codificadas bidimensionalmente na esfera imaginária que circunda nosso Universo. Se estiver correta, a ideia pode ajudar a explicar como o Universo, e o tempo como nós o conhecemos, surgiu do "nada", assim como pode ajudar na busca da unificação da mecânica quântica, a teoria que governa as partículas em pequena escala, e a relatividade geral, que descreve o cosmos em grande escala, gerando uma teoria global da gravidade quântica ou Teoria de Tudo.

Informação dos buracos negros

Então, em 1996, Andrew Strominger (Universidade de Harvard) e seu colega Cumrun Vafa, derivaram uma descrição estatística precisa da entropia de um buraco negro em termos de estados de energia microscópicos na superfície do buraco negro.
Em particular, eles fizeram uma conexão com as equações normalmente usadas para descrever o comportamento das partículas: a Teoria Quântica de Campos.

Eles perceberam que as equações que estavam utilizando para descrever as propriedades do buraco negro eram semelhantes àquelas utilizadas para descrever um sistema de partículas utilizando a teoria quântica de campo, mas em um universo sem gravidade.

Um ano depois, Juan Maldacena, do Instituto de Estudos Avançados (IAS) em Princeton, descobriu uma equivalência matemática entre dois tipos de universos: o primeiro universo contém partículas que obedecem à teoria quântica de campos, mas não contém a gravidade; o segundo universo contém cordas e gravidade, e um tipo especial de geometria do espaço-tempo negativamente curvada (chamado de "universo anti-de Sitter"), ou um Universo de 5D, exatamente como o que se acredita ser encontrado dentro de buracos negros. Isso quer dizer que dentro de um buraco negro pode haver tanto um Universo 5D, quando um 4D e um 3D. Muito louco não?

Dois universos diferentes submetidos às mesmas leis da física: Um deles é o espaço-tempo de cinco dimensões (Anti-de Sitter) e seus limites de quatro dimensões nas quais a Teoria das Cordas é válida. A chamada Teoria de Campos Conformais abriga apenas 4 dimensões. Nesse caso o buraco negro de 3 dimensões nesse espaço de 5 dimensões equivale à radiação quente do holograma. Créditos: Scientific American. Tradução: Felipe Sérvulo


O Universo em um computador
Foto: Reprodução

O filme de 1999, Matrix, que utilizou de base o mito da caverna de Platão e a ideia chave da obra Alice no País das Maravilhas, mostra um mundo totalmente idealizado, nos quais podemos ter e ser o que quiser. Este mundo na verdade é uma realidade virtual computadorizada inicialmente criada por máquinas ultra avançadas e com inteligência artificial, em um futuro distante. No filme, as pessoas que se conectam a Matrix, sua projeção consciente ou o seu “eu digital” se desloca por este mundo digital, enquanto o seu corpo físico permanece num estado de transe induzido, sem contar que seu corpo foi sujeito a transplantes eletrônicos transformando literalmente um homem simples em mais uma cobaia das máquinas.

Seguindo esse conceito, segundo alguns cientistas, o nosso Universo pode ser uma projeção de um computador quântico de alguma civilização avançada ou até mesmo da própria raça humana do futuro. 

Para entendermos isso, devemos partir do Princípio da Incerteza de Heinsemberg: no mundo quântico ou subatômico, por exemplo, ao tentarmos medir a velocidade ou a posição de um elétron, estaremos interferindo na função de onda do mesmo, fazendo com que mude sua velocidade ou seu momento (posição em função do tempo), uma vez que, ao usarmos um fóton para a medição, este transfere energia para o elétron. Isso torna impossível medir a velocidade e o momento de um elétron simultaneamente. 

Da mesma forma, na computação, a informação é basicamente binária, este texto que você está lendo na verdade é um conjunto de zeros e uns, os famosos bits, transformando-os em outras sequências de zeros e uns, segundo um padrão lógico. No caso quântico, partículas interagem com outras partículas e mudam seu estado, que pode ser visto como “bits quânticos” (ou “qubits”), segundo uma lógica que nada mais é do que as próprias leis da física.

O que acontece é que nosso Universo tridimensional poderia ser completamente equivalente a campos quânticos alternativos e leis físicas "pintadas" na vasta superfície 2D de um buraco negro. Embora isto desafie o senso comum, existem indícios que comprovam isto, uma vez que um BN comporta matéria concentrada em densidade extrema. 

Essa superfície 2D do BN seria então uma informação quântica, formada por vários bits e que corresponde a quatro áreas de Planck (10^66cm²) representando o que chamamos de unidade de entropia de Shanmon (diferente da entropia de Boltzmann, já que trata de bits e não de informações termodinâmicas). Dados comprovam que a energia de um BN  de 1 cm equivale a 1066 bits, ou o mesmo que a energia termodinâmica de um cubo de água de 10 bilhões de Km de lado. 

Muitos físicos consideram os quarks e elétrons, como excitação de supercordas (como se fosse uma impressora 3D de um grande computador quântico, trabalhando no nível das cordas).

A entropia de um buraco negro é proporcional à área de seu horizonte de eventos. A área de Planck tem A/4 unidades de entropia. Fonte Scientific American. Tradução: Felipe Sérvulo

Considerando a idade do nosso Universo, segundo o pesquisador americano em computação quântica do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), Seth Lloyd, o cosmos possui atualmente, um total de 1090 bits à sua disposição. Ao escrevermos isso em notação científica, o número não impressiona muito, vamos tentar então do modo mais tradicional: 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000. Significa que nosso Universo caberia perfeitamente na superfície de um Buraco Negro descrito acima!

Tendo em vista todos estes dados, será que é possível que estejamos na verdade imersos numa simulação?

Confirmação da Teoria

Se o nosso Universo é realmente uma projeção holográfica do futuro é algo que ainda está longe de qualquer tipo de teste observacional porque, até agora, só se demonstrou que a ideia é valida para este estranho modelo de universo de Vasiliev (na qual diz que nosso Universo é constituído de infinitos campos elétricos e magnéticos nas quais agem todas as forças da natureza bem como a natureza quântica e das cordas) em vez do nosso Universo real.

Nós apenas podemos esperar que nossas projeções holográficas durem um tempo suficiente para que os físicos possam testar a resposta, eventualmente enfrentando pelo caminho alguns imperadores entediados com nossas teorias. É necessário conhecermos mais a fundo nosso lugar no Cosmos e claro, desenvolver 100% a Teoria de Tudo. 

Fontes: 
NOGUEIRA, Salvador. O Universo Existe? Revista Superinteressante


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Autor Felipe Sérvulo

Graduado em Física pela UEPB. Mestrando em Cosmologia, gravitação e física das partículas pela UFCG. Possui experiência na área de divulgação científica com ênfase em astronomia, astrofísica, astrobiologia, cosmologia, biologia evolutiva e história da ciência. Possui experiência na área de docência informática, física, química e matemática, com ênfase em desenvolvimento de websites e design gráfico e experiência na área de artes, com ênfase em pinturas e desenhos realistas. Fundador do Projeto Mistérios do Universo, colaborador, editor, tradutor e colaborador da Sociedade Científica e do Universo Racionalista. Membro da Associação Paraibana de Astronomia. Pai, nerd, geek, colecionador, aficionado pela arte, pela astronomia e pelo Universo. Curriculum Lattes: http://lattes.cnpq.br/8938378819014229
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