Espaço

Vivemos em um Universo Holográfico? Holômetro vai responder

Com informações do Fermilab - 29/08/2014

Vista de cima do Holômetro, que está procurando pelo "ruído holográfico" do espaço-tempo, testando se o Universo é um holograma 2-D.
[Imagem: Fermilab]

Universo Holográfico

Um experimento único, chamado Holômetro, começou a coletar dados que poderão responder a algumas perguntas de fundir a cuca sobre o nosso Universo - incluindo se vivemos em um holograma.

Da mesma forma que personagens em um programa de televisão não teriam como saber que o seu mundo aparentemente 3-D só existe em uma tela 2-D, alguns físicos acreditam que nós podemos não ter noção de que o nosso espaço 3-D é apenas uma ilusão. A informação sobre tudo em nosso Universo poderia estar codificada em pequenos pacotes em duas dimensões.

Chegue perto o suficiente da tela da TV e você verá os pixels, pequenos pontos de dados que geram uma imagem perfeita conforme você vai se afastando. Os cientistas acreditam que as informações do Universo podem estar contidas da mesma forma, e que o "tamanho do pixel" natural do espaço - cada "átomo de espaço" - é de aproximadamente 10 trilhões de trilhões de vezes menor do que um átomo - uma distância que os físicos chamam de escala de Planck.

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Holômetro

Para saber se isso é verdade, ou apenas outra ilusão, foi construído um aparelho ultrassensível para medir movimentos - o Holômetro.

"Nós queremos descobrir se o espaço-tempo é um sistema quântico da mesma forma que a matéria," explica Craig Hogan, do Fermilab, nos Estados Unidos, e desenvolvedor da teoria do ruído holográfico. "Se virmos alguma coisa, isso vai mudar completamente as ideias sobre o espaço com as quais estamos acostumados há milhares de anos."

Se o espaço for mesmo formado por bits 2-D contendo informações sobre a localização precisa dos objetos, então o próprio espaço se sujeitaria ao mesmo Princípio da Incerteza que governa a teoria quântica.

Da mesma forma que a matéria continua a oscilar como ondas quânticas mesmo quando resfriada perto do zero absoluto, este espaço pixelado deve ter vibrações intrínsecas mesmo em seu estado de energia mais baixo. O Holômetro - ou interferômetro holográfico - é o dispositivo mais sensível já criado para tentar medir essa eventual oscilação quântica do próprio espaço - ou dos "grãos de espaço".

O Holômetro, construído no Fermilab, inclui dois interferômetros em tubos de aço de 6 polegadas e cerca de 40 metros de comprimento. Os sistemas ópticos (não mostrados) criam um feixe de laser intenso (1 kW) e muito estável para maximizar a precisão das medições.
[Imagem: Fermilab]

Medidor holográfico

Agora operando na potência máxima, o Holômetro utiliza um par de interferômetros colocados perto um do outro. Cada um emite um feixe de laser de um quilowatt (o equivalente a 200 mil apontadores laser) em um divisor de feixe e em dois braços perpendiculares de 40 metros de comprimento e alto vácuo em seu interior.

A luz é então refletida de volta para o divisor de feixes, onde os dois feixes se recombinam. Qualquer movimento criará flutuações nesse feixe recombinado. Os físicos analisam essas flutuações na luz de retorno para ver se o divisor de feixe está de alguma forma se movendo. Se estiver, ele estará sendo mexido por uma instabilidade do próprio espaço.

Espera-se que esse "ruído holográfico" esteja presente em todas as frequências, mas o desafio dos cientistas é não serem enganados por outras fontes de vibrações. O Holômetro está testando uma frequência tão alta - milhões de ciclos por segundo - que os movimentos da matéria normal não causam problemas. O ruído de fundo dominante é mais frequentemente devido a ondas de rádio emitidas pelos aparelhos eletrônicos próximos. O Holômetro foi projetado para identificar e eliminar os ruídos de qualquer fonte conhecida.

"Se encontrarmos um ruído do qual não conseguirmos nos livrar, podemos estar detectando algo fundamental sobre a natureza - um ruído que é intrínseco ao espaço-tempo," disse Aaron Chou, cientista-chefe do projeto Holômetro. "É um momento emocionante para a física. Um resultado positivo irá abrir uma nova via de questionamentos sobre como o espaço funciona."

O Holômetro vai continuar coletando dados até o final de 2015, quando então os físicos esperam ter uma palavra final sobre se o espaço é realmente formado por átomos de espaço.