As leis da física ditam que não possamos ver através do horizonte de eventos de um buraco negro; é fundamentalmente impenetrável. Nem mesmo a luz pode escapar dele.
Mas em um novo estudo, um físico da Universidade de Michigan propôs uma técnica para fazer exatamente isso, e suas descobertas podem ajudar a resolver um dos problemas mais desafiadores da ciência.
O estudo, publicado na revista PRX Quantum, ainda acrescenta peso à teoria de que o universo é um holograma.
Espere, o universo é um holograma?
A ideia de que o universo é um holograma foi mal interpretada como o equivalente teórico da física da Caverna de Platão, uma alegoria antiga sobre a incapacidade da humanidade de realmente perceber a realidade, talvez parcialmente devido à popularidade de filmes como Matrix.
Mas a teoria, formalmente conhecida como Dualidade Holográfica, é na verdade um modelo matemático para reconciliar um dos maiores enigmas da ciência.
Enrico Rinaldi, pesquisador da Universidade de Michigan e um dos autores do artigo, explicou:
“Na teoria da Relatividade Geral de Einstein, não há partículas, há apenas espaço-tempo. E no Modelo Padrão da física de partículas, não há gravidade, há apenas partículas.
Conectar as duas teorias diferentes é uma questão de longa data na física – algo que as pessoas tentam fazer desde o século passado.”
O que é Dualidade Holográfica?
A Dualidade Holográfica sugere que a teoria da gravidade e a teoria das partículas são, na verdade, matematicamente equivalentes. O problema é que a teoria da gravidade requer três dimensões, enquanto a teoria das partículas tem apenas duas.
Os buracos negros são objetos valiosos para conciliar essas teorias. Eles são tão densos que distorcem o espaço-tempo tridimensional, mas nós os observamos por causa de sua conexão matemática com partículas, efetivamente projetadas através do espaço bidimensional.
Uma das ferramentas matemáticas usadas para representar a teoria das partículas são conhecidas como modelos de matriz quântica. Resolver esses modelos mostraria que a matemática que representa a teoria das partículas poderia representar igualmente a gravidade.
Mas resolvê-los é um problema difícil. Os modelos são basicamente blocos de números que representam partículas. Eles são resolvidos encontrando a melhor configuração de partículas para representar o estado de energia mais baixo do sistema.
Computadores quânticos
Para encontrar a solução, a equipe usou circuitos quânticos – fazendo o equivalente de sacudir um balde de areia para nivelar o topo – e executou o sistema através de uma rede neural especial para encontrar a função de onda da matriz com a menor energia possível.
O problema é que a maioria dos circuitos quânticos modernos não são poderosos o suficiente para resolver esses modelos se forem muito complicados, então Rinaldi e sua equipe tiveram que desenvolver um excepcionalmente simples para provar que sua abordagem funciona.
À medida que a tecnologia se desenvolve, eles esperam que os pesquisadores sejam capazes de resolver modelos de matriz ainda mais complicados.
O Dr. Rinaldi disse:
“Como essas matrizes são uma representação possível para um tipo especial de buraco negro, se soubermos como as matrizes são organizadas e quais são suas propriedades, podemos saber, por exemplo, como é um buraco negro por dentro.
O que está no horizonte de eventos para um buraco negro? De onde isso vem? Responder a essas perguntas seria um passo para realizar uma teoria quântica da gravidade.”
Ele acrescentou que os resultados forneceram uma referência importante para trabalhos futuros em computação quântica e algoritmos de aprendizado de máquina que os pesquisadores podem usar para explorar a gravidade quântica por meio da ideia de dualidade holográfica.
(Fonte)
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