O universo é um holograma? Olhando para dentro de um buraco negro sugere que pode ser

As leis físicas do horizonte exigem que não tenham ocorrido um buraco no meio de eventos negros; é impenetrável. Nem mesmo a luz pode escapar dela. em um novo estudo, um físico da Universidade de Michigan, 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.

Tupac se apresentou no Coachella como um holograma em 2012. Não é isso que isso significa.

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.

“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”, explicou Enrico Rinaldi, pesquisador da Universidade de Michigan.

“Conectar as duas teorias diferentes é uma questão de longa data na física – algo que as pessoas tentam fazer desde o século passado”, acrescentou Rinaldi, um dos autores do artigo.

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 um objeto valioso 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, como os da IBM, ainda não são poderosos o suficiente para resolver a maioria dos modelos de matriz

Para encontrar a solução, a equipe usou circuitos quânticos – fazendo o equivalente a 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.

“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”, acrescentou o Dr. Rinaldi.

“O que está no horizonte de eventos para um buraco negro? De onde ele vem? Responder a essas perguntas seria um passo para a realização de uma teoria quântica da gravidade”, disse ele.

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.