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quarta-feira, 29 de abril de 2015

O universo é um holograma?





À primeira vista, não há a menor dúvida: para nós, o universo parece tridimensional.Mas uma das teorias mais frutíferos da física teórica nas últimas duas décadas é um desafio essa suposição. O "princípio holográfico" afirma que uma descrição matemática do universo, na verdade, exige menos uma dimensão do que parece. O que percebemos como tridimensional pode ser apenas a imagem de dois processos dimensionais em um enorme horizonte cósmico.



Até agora, este princípio apenas foi estudado em espaços exóticos com curvatura negativa. Isso é interessante do ponto de vista teórico, mas tais espaços são bastante diferentes do espaço em nosso próprio universo. Os resultados obtidos por cientistas da TU Wien (Viena) sugerem agora que o princípio holográfico mesmo detém em um espaço-tempo plano.
O princípio holográfico
Todo mundo sabe hologramas de cartões de crédito ou notas.Eles são duas dimensões, mas para nós, eles aparecem tridimensional. O nosso universo poderia se comportar bastante semelhante: "Em 1997, o físico Juan Maldacena propôs a idéia de que existe uma correspondência entre as teorias gravitacionais em espaços anti-de-sitter curvas de um lado e as teorias quânticas de campos em espaços com menos uma dimensão na outro ", diz Daniel Grumiller (TU Wien).
Fenômenos gravitacionais são descritos em uma teoria com três dimensões espaciais, o comportamento das partículas quânticas é calculado em uma teoria com apenas duas dimensões espaciais - e os resultados dos dois cálculos pode ser mapeadas em uns aos outros. Essa correspondência é bastante surpreendente. É como descobrir que as equações de um livro de astronomia também pode ser usado para reparar um CD-player. Mas este método tem provado ser muito bem sucedida. Mais de dez mil artigos científicos sobre "AdS-CFT-correspondência" de Maldacena foram publicados até o momento.
Correspondência Mesmo em espaços planos
Para a física teórica, isso é extremamente importante, mas não parece ter muito a ver com o nosso próprio universo.Aparentemente, nós não vivemos em tal anti-de-sitter-espaço.Estes espaços têm propriedades bastante peculiares. Eles são negativamente curvado, qualquer objeto jogado fora em uma linha reta irá eventualmente retornar. "Nosso universo, em contraste, é bastante plana - e em distâncias astronômicas, tem curvatura positiva", diz Daniel Grumiller.
No entanto, Grumiller tem suspeitado por muito tempo que um princípio de correspondência poderia também são verdadeiras para o nosso verdadeiro universo. Para testar esta hipótese, teorias gravitacionais tem que ser construído, que não necessitam de espaços anti-de-sitter exóticas, mas viver em um espaço plano. Durante três anos, ele e sua equipe da TU Wien (Viena) têm trabalhado em que, em cooperação com a Universidade de Edimburgo, Harvard, IISER Pune, o MIT ea Universidade de Kyoto. Agora Grumiller e colegas da Índia e do Japão publicou um artigo na revista Physical Review Letters , confirmando a validade do princípio da correspondência em um universo plano.
Calculado Por duas vezes, mesmo resultado
"Se a gravidade quântica em um espaço plano permite uma descrição holográfica por uma teoria quântica padrão, então deve por quantidades físicas, que podem ser calculados em ambas as teorias - e os resultados devem concordar", diz Grumiller. Especialmente uma característica fundamental da mecânica quântica -quantum emaranhamento - tem de aparecer na teoria gravitacional.
Quando as partículas quânticas estão embaraçados, eles não podem ser descritas individualmente. Eles formam um único objeto quântico, mesmo se eles estão localizados distantes.Não é uma medida para a quantidade de emaranhamento num sistema quântico, chamado "entropia de emaranhamento."Juntamente com Arjun Bagchi, Rudranil Basu e Max Riegler, Daniel Grumiller conseguiu mostrar que essa entropia de emaranhamento leva o mesmo valor em gravidade quântica plano e em uma teoria quântica de campos de baixa dimensão.
"Este cálculo afirma a nossa suposição de que o princípio holográfico também pode ser realizado em espaços planos. É a evidência para a validade desta correspondência em nosso universo", diz Max Riegler (TU Wien). "O fato de que podemos mesmo falar sobre informação quântica e entropia de emaranhamento em uma teoria da gravidade é surpreendente em si, e não teria sido imaginável apenas alguns anos atrás. Que agora somos capazes de usar isto como uma ferramenta para testar a validade do princípio holográfico, e que este teste der certo, é bastante notável ", diz Daniel Grumiller.
Isso, entretanto, ainda não provar que estamos realmente vivendo em um holograma - mas, aparentemente, há evidências crescentes para a validade do princípio de correspondência em nosso próprio universo.
Fonte: Universidade de Tecnologia de Viena




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