quinta-feira, 4 de setembro de 2014

O Universo teve um começo? #7 - O Multiverso Inflacionário

http://guardianlv.com/2014/03/theory-of-inflation-gives-weight-to-multiverse-hypothesis/

Chegamos então a teoria do multiverso inflacionário. Embora eu vá falar mais sobre ele quando eu falar do ajuste fino do universo para permitir vida inteligente, acredito que ele também seja relevante para a questão do universo tendo um inicio.

O Multiverso Inflacionário

De acordo com a teoria, existe um numero potencialmente infinito de universos gerados por algum mecanismo natural. Nós simplesmente estamos em um desses universos. Isso vem também daquele modelo inflacionário de outro texto.
Os “universos bolhas” estão em um falso vácuo, que se expande. E nas lacunas desse vácuo vão surgindo mais universos. Segundo a teoria, esse vácuo se expandirá para sempre. Entre esses infinitos mundos, alguns desses estarão em estado de desequilíbrio termodinâmico.

Problemas com cérebros de Boltzmann

Roger Penrose, cosmólogos que ajudou Stephen Hawking a desenvolver os teoremas da singularidade, calculou que a probabilidade de um universo surgir com a baixa entropia inicial do nosso é de uma parte em 10^10^(123) [1]. Mas, a probabilidade de que nosso sistema solar tenha se formado por uma colisão aleatória de partículas é de uma em 10^10^60. Esse numero é enorme, mas ainda é gigantescamente menor do que 10^10^(123). Isso significa que, um universo com essa condição de baixa entropia como o nosso é incompreensivelmente raro. Quer dizer que, se formos apenas um membro aleatório de um conjunto de universos, nós deveríamos estar observando um universo não muito maior do que nosso sistema solar, já que isso é gigantescamente mais provável. Na verdade, o universo que suporta observações mais provável (sem um ajuste fino para observadores inteligentes que interagem) seria um universo onde um único cérebro aparece a partir do vácuo quântico e observa seu mundo vazio. Então, é muito mais provável que só você exista, e todo o resto seja ilusão.
Esses chamados “cérebros de Boltzmann” são universos incrivelmente mais prováveis de existir do que um como o nosso. Já que é completamente irracional crer que você é apenas um cérebro único sendo iludido, isso desconfirma a hipótese do multiverso.
Talvez se possa evitar esse predomínio de Cérebros de Boltzmann dizendo que os universos não vão expandir para sempre, dessa forma, observadores comuns como nós iriam predominar. Mas isso seria contrario a teoria das cordas. Como Bousso e Freivogel dizem:

“Essa conclusão seria chocante e contraria à nossa interpretação atual explicitamente crua do cenário das cordas” [2]

O Teorema Borde-Guth-Vilenkin

Como dito no texto passado, o Teorema BGV diz que qualquer universo que esteja se expandindo no tempo-espaço clássico, não pode ser eterno no passado (sem considerar efeitos quânticos). Isso valeria também para o Multiverso Inflacionário, já que esse falso vácuo também teria que estar se expandindo.

A descoberta do BICEP2 é evidencia do multiverso?

A recente descoberta das ondas de gravidade dá suporte ao Big Bang e aos modelos inflacionários. Mas alguns dizem que ele também é evidencia para o multiverso. Essas ondas de gravidade seriam resultado da inflação.
Essa descoberta apenas confirma o estado inflacionário no inicio do universo, onde ele se expandiu rapidamente. Como a maioria dos modelos de multiverso são inflacionários, se assume que possa ter ligação, mas não quer dizer que evidencia para a inflação seja evidencia para o multiverso. Pode haver outros universos inflados ou não.

Conclusão

Eu coloquei acima dois problemas com a hipótese do multiverso. Alguns modelos conseguem desviar dos problemas com os cérebros de Boltzmann, mas mais pra frente, no tópico do ajuste fino, eu falarei de mais problemas.
No próximo texto da serie falarei sobre o universo emergente e seus problemas.

Fontes

[1] – Roger Penrose, “Time-asymmetry and quantum gravity” em “Quantum Gravity 2”, p. 249
[2] – Bousso e Freivogel, “A paradoxthe global description of the multiverse”, http://arxiv.org/abs/hep-th/0610132 , p. 6

Nenhum comentário:

Postar um comentário