Mundos Paralelos Devem Existir. Veja o Porquê

a mecânica clássica é excelente se você conhece o estado de um sistema como a posição e velocidade de uma partícula pode usar a segunda lei de Newton para calcular o que essa partícula fará no futuro na mecânica quântica se você conhece o estado quântico de uma partícula ou seja sua função de onda você pode usar a equação de Schrudiger para calcular o que essa partícula fará no futuro geralmente ela se espalha ao longo do tempo como está fazendo aqui note que para fazer essa animação realmente resolvemos a equação de Schrodinger então há uma bela simetria aqui se você conhece o estado inicial pode usar uma equação para evoluir esse estado de maneira suave e contínua para o futuro o problema é que na mecânica quântica nunca observamos a função de onda assim em vez disso quando a medimos encontramos a partícula em um único ponto no espaço então como vamos conciliar a função de onda espalhada evoluindo suavemente sob a equação de Schrödinger com essa detecção de partícula pontual agora acho compreensível que quando os fundadores da teoria quântica abordaram esse problema eles consideraram a medição mais real do que a função de onda afinal a medição era algo que realmente observamos e corresponde à nossa experiência de um mundo de partículas de matéria definir precisamente a função de onda era mais complicado schreddinger formulou sua equação de onda porque cientistas como de Brogly suspeitavam que a matéria tem propriedades ondulatórias mas foi necessário um terceiro físico Maxborn para propor como deveríamos interpretar a função de onda em cada ponto no espaço a função de onda tem uma amplitude complexa um número real mais um imaginário maxborne sugeriu que ao elevar ao quadrado a amplitude obtém-se a probabilidade de encontrar a partícula naquele local a necessidade de elevar a amplitude ao quadrado aparece como uma nota de rodapé de última hora no artigo de Born mas foi assim que a probabilidade foi introduzida no cerne da nossa visão de realidade isso é um grande salto filosófico o universo deixou de ser determinístico isso incomodou muitos cientistas principalmente Einstein mas a regra de Born como é chamada agora permanece no coração da mecânica quântica porque é espetacularmente bem-sucedida em prever os resultados de experimentos então a maneira como a mecânica quântica passou a ser entendida e a maneira como eu a aprendi é que existem dois conjuntos de regras quando você não está olhando a função de onda evolui segundo a equação de Schrudinger mas quando você faz uma medição a função de onda ela colapsa de repente e irreversivelmente e a probabilidade de medir qualquer resultado particular é dada pelo quadrado da amplitude da função de onda associada a esse resultado agora o próprio Schrdinger odiava essa formulação e é por isso que ele inventou o famoso experimento mental do gato de Schrodinger coloque um gato em uma caixa com um átomo radioativo adicione um detector de radiação que aciona a liberação de gás e aneto venenoso embora tenha sido apenas um experimento mental Schödinger observa que este dispositivo deve ser protegido contra a interferência direta do gato de qualquer forma o objetivo do experimento é ampliar o estado do átomo até o estado de algo macroscópico e tangível ele poderia ter escolhido qualquer coisa não precisava estar vivo mas Schruddinger selecionou um gato se o átomo decair o detector detecta a radiação libera o veneno e o gato morre se o átomo não decair o detector não detecta a radiação o veneno não é liberado e o gato fica vivo como o estado do gato e do aparelho detector estão diretamente ligados ao estado do átomo dizemos que eles estão emaranhados o estranho segundo a mecânica quântica é que o estado do átomo pode ser tanto decaído como não decaído geralmente está em uma superposição de decaído e não decaído simultaneamente desde que nenhuma medição tenha sido realizada este estado de superposição do átomo se emaranha com o detector e depois com o gato então após algum tempo a função de onda de tudo dentro da caixa está em uma superposição do estado átomo não decaíu veneno não liberado gato vivo e do estado átomo decaíu veneno liberado gato morto então de acordo com a mecânica quântica o gato realmente está vivo e morto ao mesmo tempo somente quando abrimos a caixa e fazemos uma medição é que a função de onda colapsa e o gato realmente se torna ou morto ou vivo atualmente o gato de Schrudinger é comumente usado para ilustrar a estranheza da mecânica quântica mas esse não era o ponto de Schruddinger ele queria mostrar que a mecânica quântica estava errada como formulada retomando o argumento de Schrdinger neste vídeo quero mostrar que há uma forma melhor de pensar sobre seu experimento mental do gato na verdade uma maneira melhor de pensar sobre a mecânica quântica inteiramente que eu argumentaria ser mais lógica e consistente para chegar lá temos que examinar os três componentes essenciais do gato de Schröinger: superposição emaranhamento e medição para ver se algum deles é falho superposição é a ideia de que objetos quânticos podem estar em dois estados diferentes ao mesmo tempo isso parece uma ideia louca e algo que nunca observaríamos mas fazemos indiretamente com o experimento da dupla fenda elétrons individuais disparados através de duas fendas em uma tela geram um padrão que não é apenas a soma dos elétrons passando separadamente por cada fenda é um padrão de interferência somos forçados a concluir que um único elétron de alguma forma passa por uma fenda e a outra fenda simultaneamente isso é superposição é fácil entender a superposição com ondas elas estão espalhadas no espaço e é claro como o pico de uma onda de uma fenda cancela com o vale da onda de outra fenda para produzir o padrão de interferência felizmente sabemos que quando não observamos os elétrons são representados por uma onda a função de onda o experimento da dupla fenda é uma evidência concreta de que a onda permite que elétrons individuais passem pelas duas fendas simultaneamente portanto a superposição está em terreno firme o próximo conceito é o emaranhamento considere dois elétrons disparados um em direção ao outro com velocidades iguais e opostas sabemos que eles vão se dispersar mas não sabemos exatamente como suas trajetórias são dadas por funções de onda espalhadas que só nos dão probabilidades mas assim que medimos o momento de um dos elétrons imediatamente sabemos o momento do outro ele deve ser igual e oposto senão a conservação do momento seria violada agora isso pode parecer óbvio mas considere que antes da medição o momento de cada elétron estava em uma superposição de estados medir um colapsou instantaneamente a função de onda do outro isso seria verdade mesmo se os elétrons estivessem há anos luz de distância esses elétrons estão emaranhados o que realmente está acontecendo aqui é que após interagirem os elétrons não têm funções de ondas separadas de forma alguma eles são descritos por uma única função de onda e isso é o que significa estar emaranhado isso explica porque medir um afeta imediatamente o estado do outro porque a única função de onda colapsou na verdade se fôssemos rigorosos teríamos que dizer que existe apenas uma função de onda a função de onda do universo inteiro que inclui absolutamente tudo mas no caso de partículas quânticas isoladas e não emaranhadas podemos razoavelmente falar sobre suas funções de onda individuais e então uma vez que interajam com algo mais o emaranhamento é o resultado então o que vimos é que a superposição é realmente a mesma coisa que descrever sistemas com ondas e o emaranhamento significa que após as partículas interagirem elas são descritas por uma única função de onda essas são partes fundamentais da teoria quântica que descreve sistemas com funções de onda que evoluem de acordo com a equação de Schrödinger o que nos deixa apenas com a medição lembre-se o postulado da medição foi adicionado como um segundo conjunto de regras para conectar a matemática da mecânica quântica ao que realmente observamos mas não parece estranho que deva haver uma regra para como os sistemas evoluem quando não estamos olhando e uma regra diferente para quando estamos quando você reduz tudo a medição é apenas a interação de um sistema quântico elétrons e fótons com outro sistema quântico e sabemos exatamente como lidar com isso simplesmente evoluímos suas funções de onda de acordo com a equação de Schrudinger e se jogarmos fora todas as regras associadas à medição bem então no experimento mental do gato de Schrödinger o átomo radioativo em uma superposição de decaído e não decaído se emaranha com o detector e por sua vez com o gato lembre-se também somos feitos de elétrons e átomos que obedecem as leis da mecânica quântica então também somos quânticos então quando abrimos a caixa não há medição não há colapso da função de onda simplesmente nos emaranhamos com o estado de tudo dentro da caixa então vemos o gato vivo e vemos o gato morto agora como isso é possível estou adivinhando que você nunca viu um gato vivo e morto antes mas a solução é que você que viu o gato vivo e você que o viu morto realmente habita mundos separados isso significa que eles existem em suas próprias realidades completas que nunca irão interagir entre si mas de onde vieram esses mundos separados bem algo que eu ainda não mencionei são todas as partículas do ambiente as moléculas de ar fótons tudo o que não estamos monitorando se um objeto quântico em superposição se emaranha com o ambiente dizse que ele sofre de coerência ambiental isso divide a função de onda do universo criando duas cópias do universo com pequenas diferenças então uma descrição mais realista do gato de Schrödinger seria assim: o átomo radioativo evolui de 100% não decaído para uma superposição quântica de decaído e não decaído o detector se emaranha com este estado de superposição do átomo mas o detector está sendo bombardeado por todas essas moléculas de ar e fótons na caixa que reagiriam de maneira diferente se detectassem radiação do que se não detectassem então quase imediatamente o detector se emaranha com o estado do ambiente ele perde a coerência bifurcando a função de onda em duas nesse momento você é dividido em duas cópias idênticas cada uma emaranhada com cada resultado do experimento você permanece o mesmo até abrir a caixa mas aqui o gato está de fato vivo ou morto você estava apenas descobrindo ao abrir a caixa o que não sabemos é que o outro resultado também aconteceu apenas para alguém que não é mais você ambos os observadores vieram de você mas não são mais você e nem idênticos entre si essa interpretação da mecânica quântica chamada de muitos mundos foi formulada por Hverage se for verdade a ramificação da função de onda acontece constantemente possivelmente é uma taxa infinita criar infinitos mundos sutis e diferentes o tempo todo pode parecer implausível para dizer o mínimo mas considere que todos esses mundos são naturalmente parte da matemática da mecânica quântica muitos mundos apenas os levam a sério para eliminá-los é preciso algo como o colapso da função de onda e o ponto é que nossa experiência da realidade seria a mesma na imagem de muitos mundos como se a função de onda colapsasse mas o formalismo é muito mais limpo e elegante tudo o que temos são funções de onda que evoluem sob a equação de Schrudinger a implicação é que os fundadores da teoria quântica podem ter entendido exatamente ao contrário a função de onda é a imagem completa da realidade e nossa medição é apenas uma pequena fração dela a parte com a qual nos emaranhamos quando interagimos com um objeto quântico em uma superposição o universo também volta a ser determinístico todo resultado acontece 100% do tempo só não parece assim para nós porque só experimentamos nosso pequeno pedaço do multiverso agora imagino que muitos de vocês tenham perguntas e possivelmente objeções a isso então fui ao especialista oi olá como você está pode entrar eu queria fazer um vídeo sobre muitos mundos mas estava preocupado em estragar tudo vim aqui para encontrar Shan Carol professor do Caltec que escreveu o livro sobre muitos mundos o livro Algo Profundamente Oculto está disponível onde livros são vendidos vamos fazer provavelmente as perguntas comuns do YouTube né os argumentos contra isso sim qual é o primeiro quantos mundos existem agora o primeiro é a energização como a energia é conservada é completamente claro na matemática a energia de toda a função de onda é 100% super conservada mas há uma diferença entre a energia de toda a função de onda e a energia que as pessoas em cada ramo percebem então o que você deve pensar não é em duplicar o universo inteiro mas em pegar uma certa quantidade de universo e meio que subdivido fatiá-lo em duas partes as partes parecem idênticas internamente exceto que uma tem spin para cima e a outra para baixo mas eles realmente contribuem menos do que o original paraa energia total de tudo perguntemos quantos mundos existem com que frequência eles estão se ramificando certo não temos ideia há uma resposta curta para isso acho constrangedor não termos ideia certamente é muitas vezes certo o universo se ramifica quando um sistema quântico em superposição se emaranha com seu ambiente então você tem núcleos atômicos no seu corpo que são radioativos eles decaem 5000 vezes por segundo há um decaimento radioativo no seu corpo cada um deles ou decai ou não você pode pensar nisso como uma superposição quando decai ele interage com o que está ao redor se emaranha e o universo se ramifica é a função de onda não é a ramificação ocorre inúmeras vezes por segundo devido ao decaimento radioativo no corpo isso está ocorrendo indefinidamente não sabemos porque não sabemos se o número total de possíveis ramificações é infinitamente grande ou finito é imenso de qualquer maneira há muito espaço para essas ramificações existirem podendo ser finito mas os detalhes dependem de aspectos não compreendidos sobre gravidade quântica cosmologia teoria de tudo e afins é um número grande mas desconhecemos sua magnitude exata vamos lidar com o equívoco de que muitos mundos significa que tudo que poderia possivelmente acontecer acontece sim isso não é verdade muitos mundos significa que a função de onda obedece a equação de Schinger isso é o que significa a equação de Schuringer prevê que muitas coisas poderiam potencialmente acontecer mas não tudo então por exemplo um elétron nunca se converterá em um próton isso violaria a conservação da massa da carga e outros princípios fundamentais coisas da equação de Schröinger dão probabilidade zero de acontecer e quanto a você se tornar presidente sim isso poderia acontecer existe um mundo em que você é presidente existe um mundo bem para ser super claro não seria eu quem seria presidente seria uma versão de mim certo após a bifurcação elas se tornam duas pessoas distintas mas há uma versão sua que é presidente atualmente sim isso mesmo e que tá twitando é um mundo de amplitude muito baixa é uma probabilidade muito pequena mas está lá sim quer dizer eu acho que é assim que parece mais complicado do que ou parece mais ridículo sim do que Copenhague porque em Copenhague é como se houvesse apenas um mundo é isso isso mesmo e é o que você experimenta mas olha o universo o bom e velho universo esqueça a mecânica quântica OK assim como o universo cosmológico onde vemos todas as galáxias e tudo mais não vemos o universo inteiro apenas uma porção finita pois a luz se move a velocidade da luz limitando o nosso alcance visual o universo pode ser infinito em tamanho é bem possível que o universo seja infinitamente grande mas não sabemos com certeza é plausível que em todo no universo pareça mais ou menos como o que vemos com galáxias e estrelas e todo o resto se isso for verdade há um número infinito de cópias de pessoas exatamente como você alguns deles são presidentes alguns deles estão ganhando campeonatos da NBA alguns deles são supermodelos seja o que for é apenas porque há muitas diferentes reorganizações dos átomos certo não tem nada a ver com mecânica quântica ou estranheza isso te incomoda isso tipo te irrita de alguma forma meio que sim acho que talvez deveria mas concordo é menos estranho que a ideia quântica eu acho que em ambos os casos é porque sabe seres humanos há algum viés cognitivo existe um viés cognitivo que afirma que as únicas probabilidades possíveis para qualquer evento são 0% 50% ou 100% e quando eu digo que algo pode acontecer mas a probabilidade é realmente realmente realmente realmente realmente realmente realmente realmente baixa as pessoas são como mas pode acontecer certo deixe-me focar na possibilidade de que isso aconteça eu sou como não não faça isso simplesmente não é suficientemente provável que vha a pena se preocupar de qualquer maneira quando o mundo se ramifica aqui ele se ramifica instantaneamente longe a resposta é: depende de você essa é a parte chata eu posso escrever uma descrição em que a ramificação ocorre instantaneamente por todo o espaço uso essa descrição para prever o que as pessoas verão todas essas previsões se concretizam totalmente verdadeiras posso escrever uma descrição onde a ramificação se propaga na velocidade da luz eu faço previsões diferentes mas são exatamente as mesmas não há diferença entre o que essas duas imagens prevêm e o que isso reflete é que Deus não sabe sobre os ramos existe a função de onda do universo isso é tudo que realmente existe certo dividir a função de onda do universo em diferentes partes que você e eu chamamos de ramos ou mundos é muito conveniente para nós seres humanos mas é só isso não está incorporado na própria estrutura da realidade é como é exatamente como o ar nesta sala em vez de listar a posição e a velocidade de cada molécula de ar eu apenas te digo a temperatura e a pressão e coisas assim certo é uma descrição conveniente para nós humanos não é a descrição completa da realidade e os ramos funcionam da mesma forma se você se irrita com as duas maneiras diferentes de descrever a ramificação lembre-se que a ideia de ramificação é apenas uma conveniência humana