O Vácuo Quântico

O vácuo, no uso mais comum dessa palavra, significa “espaço vazio”. Na cosmologia, ela é utilizada para se referir ao espaço cósmico na ausência de matéria. Na física clássica, tal espaço era considerado passivo, sem substancia e euclidiano, isto é, “plano”. Mas no século 19, os físicos especularam que o espaço cósmico não está totalmente vazio: ele é preenchido por um campo de energia invisível que eles chamaram de éter luminifero. Acreditava-se que o éter produz atrito quando os corpos se movem através dele, e desse modo ele desacelera seu movimento, mas essa foi uma crença de vida curta. Na virada do século 20, os famosos experimentos de Michelson-Morley não conseguiram observar o efeito esperado, e o éter foi removido da imagem de mundo dos físicos. O vácuo absoluto – o espaço que está realmente vazio quando não é ocupado pela matéria – tomou seu lugar.

Em 1912  a Energia do Ponto Zero veio à tona a partir dos trabalhos de Max Planck. No limite da temperatura do zero absoluto, a energia no vacuo não era zero e sim meio quantum. Essa é a energia mais baixa possível em termos de Mecânica Quântica, que um sistema físico pode possuir.

Na década de 1960 Paul Dirac mostrou que as flutuações  nos campos associados aos férmions ( campos de partículas de matéria) produzem uma polarização do campo do ponto zero (CPZ ; Zero Field Point ) do vácuo, por meio da qual o vácuo, por sua vez, afeta  a massa, a carga, o spin ou o momentum angular das partículas. Por volta da mesma época, Andrei Sakharov propôs que os fenômenos relativistas ( a diminuição da marcha dos relógios e a perda de percepção de referencia perto da velocidade da luz) são o resultado de efeitos induzidos no vácuo em conseqüência da blindagem do CPZ por partículas carregadas. Essa foi uma idéia revolucionaria, uma vez que nessa concepção o vácuo é mais do que o continuum quadridimensional da teoria da relatividade: ele não é apenas a geometria do espaço-tempo, mas um campo fisico real que produz efeitos físicos reais.

A interpretação física do  vácuo em função do CPZ foi reforçada na década de 1970, quando Paul Davis e William Unruh apresentaram uma hipótese que diferencia movimento uniforme de movimento acelerado no campo de ponto zero. O movimento uniforme não perturbaria o CPZ, deixando-o isotrópico ( o mesmo em todas as direções), ao passo que o movimento acelerado produziria uma radiação térmica que romperia a simetria omnidirecional do campo. Durante a  década de 1990, numerosas explorações foram realizadas com base nessa premissa.

As ondas de pressão, como se constatou, propagam-se no espaço interestelar. Astrônomos do Observatório Chandra de Raios X da NASA descobriram uma onda gerada pelo buraco negro supermaciço do aglomerado de galáxias Perseus, a cerca de 250 milhões de anos-luz da Terra. Ela esteve viajando pelo vácuo durante os últimos 2,5 bilhões de anos. ( A freqüência dessa onda corresponde à nota musical si bemol. Nossos ouvidos não conseguem percebê-la: ela está 57 oitavas abaixo do dó médio, um som mais de um trilhão de vezes mais grave que os limites da audição humana) O fato dessa onda estar viajando pelo vácuo é mais uma indicação de que o vácuo não é vazio nem passivo: ele é um meio ativo e fisicamente real. Nesse meio, os eventos do mundo real produzem ondas fisicamente reais.

Quando examinamos fenômenos em escalas menores, constatamos que a realidade física do vácuo permanece igualmente evidente. Verifica-se que a própria vida depende decisivamente de interações com o vácuo. Aqui a evidencia se refere à natureza das ligações entre moléculas de água.

Sabemos que os organismos vivos consistem em cerca de 70% de água. Porem, não se sabia que as propriedades  da água tornam possível a própria vida. Essas propriedades não derivam da composição química das moléculas de H2O da água;os processos decisivos envolvem as ligações entre os átomos de hidrogênio das moléculas de H2O. Essas ligações são mais de dez vezes mais fracas que as ligações químicas típicas. Por causa da tensão das ligações moleculares entre os átomos de hidrogênio e seu átomo de oxigênio hospedeiro, cada gota de água é uma mistura de estruturas moleculares em constante formação e reformação. Felix Franks, da Universidade de Cambridge, mostrou que esta flexibilidade se deve à interação das ligações com vibrações no nível quântico no campo do ponto zero.

Outras experiências cosmológicas reforçam que o vácuo se evidencia como um meio cósmico que transporta fotons-ondas (luz) assim como ondas de densidade de pressão, exerce a força que, em ultima analise, poderá decidir o destino do universo, e dota de massa as partículas que conhecemos como “matéria”. Esse meio não é uma entidade teórica abstrata. Não é um vácuo, mas um plenum fisicamente real e ativo.

 

Sabemos que as interações entre as coisas no mundo físico são mediadas pela energia. A energia pode adotar muitas formas – cinética, térmica, gravitacional, elétrica, magnética, nuclear e efetiva ou potencial – mas em todas as suas formas a energia produz algum efeito, de uma coisa para outra, de um lugar e um tempo para outro lugar e outro tempo. Isso é verdade, mas não é toda a verdade. A energia precisa ser transportada por alguma coisa; ela não atua no vácuo. Em vez disso, os cientistas estão agora chegando à clara percepção de que realmente atua em um vácuo, a saber, no vácuo quântico. O vácuo está longe de ser vazio: ele é um plenum cósmico ativo e fisicamente real. Ele transporta não apenas a luz, a gravitação e a energia em suas varias formas, mas também a “in-formação”.

 

A in-formação é uma conexão sutil, quase instantânea, não-evanescente e não-energetica entre coisas em diferentes locais do espaço e eventos em diferentes instantes do tempo. Tais conexões são denominadas “não-locais” nas ciências naturais e “transpessoais” nas pesquisas sobre a consciência. A in-formação  liga coisas (partículas, átomos, moléculas, organismos, ecologias, sistemas solares, galáxias inteiras, assim como a mente e a consciência associadas com algumas dessas coisas) independentemente de quão longe elas estejam umas das outras e de quanto tempo se passou desde que se criaram conexões entre elas.

 

A in-formação transportada no vácuo e através dele pode responder pelas enigmáticas formas de coerência que encontramos nos vários domínios da natureza. A maneira como esse processo acontece pode ser reconstruída com base em teorias apresentadas na linha de frente da nova física.

 

Uma teoria muito discutida, apresentada pelos físicos russos G.I.Shipov, A.E. Akimov e colaboradores, oferece um relato matematicamente elaborado da ligação entre eventos próximos ou distantes através do “vácuo físico”. O ponto essencial de sua teoria afirma que as partículas carregadas “excitam” o estado fundamental do vácuo e criam nele vórtices diminutos. O campo resultante é um sistema de pacotes de onda giratórios de elétrons e pósitrons. Onde esses pacotes estiverem mutuamente encaixados, esse “campo de torção” é eletricamente neutro. Se os pacotes encaixados tem spins opostos, o sistema é compensado não apenas em carga, mas também em seu spin e momento magnético clássicos. Tal sistema é um “fiton”. Densos ensembles de fitons são um modelo aproximado do campo de torsão do vácuo. Os vórtices desse campo carregam informação, ligando partículas com a estonteante velocidade de um bilhão de vezes a velocidade da luz. (cE9 – a velocidade  da luz elevada à nona potencia de 10).

A teoria apresentada pelo teórico húngaro Laszlo Gazdag fornece uma explicação análoga. Ele toma como base o fato bem conhecido de que partículas que tem a propriedade quântica conhecida como “spin” também tem um efeito magnético: elas tem um momentum magnético especifico. O impulso magnético, Gazdag sugere, é registrado no vácuo sob a forma de vórtices diminutos. Como acontece com os vórtices na água, os vórtices que habitam o vácuo tem núcleos ao redor dos quais circulam outros elementos – moléculas de H2O no caso da água, bósons virtuais ( partículas de força) no caso do campo do ponto zero. Esses minúsculos vórtices carregam informação, de maneira muito parecida com os impulsos magnéticos num disco de computador. A informação transportada por um dado vórtice corresponde ao momentum magnético da partícula que o criou: é informação sobre o estado daquela partícula.

Essas diminutas estruturas rodopiantes viajam no vácuo, e interagem umas com  as outras. Quando dois ou mais vórtices se encontram, eles formam um padrão de interferência que integra a linhagem de informações sobre as partículas que os criaram.

Esse padrão de interferência transporta informações sobre todo o ensemble das partículas que produziram os vórtices.

Esses campos de ondas se superpõem e criam padrões de interferência. Esses padrões contem informações sobre o estado das particulas que criaram os vortices – e seu padrão de interferencia conjunta retem as informações sobre o ensemble das particulas cujos campos de ondas de torção interferiram. Desse modo, o vácuo transporta informações sobre os atomos, moleculas, macromoleculas, celulas, e até mesmo sobre organismos, populações e ecologias de organismos. Não há nenhum limite evidente para a informação que os campos de ondas que interferem no vacuo poderiam conservar. No computo final, eles poderiam transportar informações sobre o estado de todo o universo.

Devemos notar que a informação transportada no vacuo não está localizada, confinada apenas num unico local. Como acontece num holograma, o vacuo transporta a informação em forma distribuida, presente em todos os pontos onde os campos de ondas se propagaram. Os campos de ondas que interferem no vacuo são hologramas naturais. Eles se propagam quase instantaneamente, e nada pode atenua-los ou cancela-los. Desse modo, os hologramas da natureza são hologramas cosmicos: eles conectam – “in-formam” – todas as coisas com todas as outras coisas.


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