Visualizando onze dimensões: Thad Roberts no TEDxBoulder

Nesta apresentação, Thad Roberts revela a teoria que pode provar ser a chave da simplificação de várias complexidades da mecânica quântica, espaço e tempo.

Tem alguém aqui que se interessa
por outras dimensões?

(Aplausos)

Muito bem.

Bem, agradeço a todos
por seu tempo ... e espaço.

(Risos)

Bom, fico feliz que um tenha dado certo.

Muito bem.

Imaginem um mundo
cujos habitantes vivem e morrem

acreditando somente na existência
de duas dimensões espaciais.

Um plano.

Esses "planilandeses" vão ver coisas
muitos estranhas acontecer,

coisas impossíveis de serem explicadas
dentro das restrições de sua geometria.

Por exemplo, imaginem que um dia,
alguns cientistas planilandeses observem isso:

uma série de luzes coloridas
que aparecem aleatoriamente

em lugares diferentes ao longo do horizonte.

Não importa o quanto eles tentem
entender essas luzes,

eles são incapazes de apresentar
uma teoria que as explique.

Alguns dos cientistas mais inteligentes

podem demonstrar cálculos de probabilidade
para descrever os clarões.

Por exemplo, a cada quatro segundos,

há 11% de chance de que o clarão vermelho
ocorra em qualquer parte sobre a linha.

Porém, nenhum planilandês pode
determinar com precisão quando

ou onde a próxima luz vermelha será vista.

Consequentemente, eles começam a pensar

que o mundo contém
um senso de indeterminação,

que a razão pela qual essas luzes
não podem ser explicadas

é que, a um nível fundamental,
a natureza não faz sentido.

Eles estão certos?
O fato de serem forçados

a descrever essas luzes
com cálculos de probabilidade,

na verdade, significa que
o mundo é indeterminado?

A lição que aprendemos da Planilândia

é que, ao assumirmos apenas uma porção
da geometria total da natureza,

os eventos determinados podem parecer
fundamentalmente indeterminados.

Entretanto, ao expandirmos nossa visão

e acessarmos a geometria total do sistema,

a indeterminação desaparece.

Como podem ver, agora podemos determinar
exatamente onde e quando

a próxima luz vermelha será vista
sobre a linha.

Estamos aqui esta noite,

para considerar a possibilidade
de sermos como os planiladenses.

Acontece que nosso mundo é
cheio de mistérios

que não podem ser explicados dentro
das nossas hipóteses geométricas.

Mistérios como as distorções do
espaço-tempo, buracos negros, efeito túnel,

as constantes da natureza,
matéria escura, energia escura, etc.

A lista é bem longa.

Como reagimos a estes mistérios?

Bem, temos duas escolhas:

Ou podemos nos agarrar
às hipóteses anteriores,

e inventar novas equações para
a existência de algo além da métrica,

como uma tentativa vã de explicar
o que está acontecendo,

ou podemos dar um passo ousado,
jogar fora as antigas hipóteses,

e construir um novo modelo
para a realidade.

Um que já inclua esses fenômenos.

Já é tempo de darmos aquele passo.

Pois estamos na mesma situação
do que os planilandeses.

A natureza probabilística
da mecânica quântica

faz os cientistas acreditarem

que, no fundo, o mundo é indeterminado.

Que quanto mais observamos,
mais achamos

que a natureza não faz sentido.

Hmm...

Talvez todos estes mistérios
estejam nos dizendo

que há mais coisas,

que a natureza tem uma geometria
mais rica do que presumimos.

Talvez os fenômenos misteriosos
do nosso mundo

possam ser explicados por
uma geometria mais elaborada

com mais dimensões.

Isto significa que estamos presos
na nossa própria versão de Planilândia.

E se for este o caso, como saímos dessa,

ao menos conceitualmente?

Bem, o primeiro passo é ter certeza de que
sabemos exatamente o que é uma dimensão.

Uma boa pergunta para começar:

o que faz com que x, y e z
sejam dimensões espaciais?

A resposta é que uma mudança
de posição em uma dimensão

não implica em mudança
de posição em outras dimensões.

As dimensões descrevem
as posições independentemente.

Logo, z é uma dimensão porque um objeto
pode estar estático em x e y

enquanto se movimenta em z.

Então, sugerir que existam
outras dimensões espaciais

é dizer que é possível para um objeto

estar estático em x, y e z,

e assim mesmo se mover
em outro sentido espacial.

Mas onde podem estar
essas outras dimensões?

Para resolver este mistério,
precisamos de um ajuste fundamental

em nossas hipóteses
geométricas sobre espaço.

Precisamos supor que o espaço é
literalmente e fisicamente quantificado,

feito de elementos interativos.

Se o espaço é quantificado,

então, não pode ser dividido infinitamente
em partes cada vez menores.

Uma vez que cheguemos
à unidade fundamental,

não podemos ir adiante

e continuarmos falando
sobre distâncias no espaço.

Vamos considerar uma analogia:

imagine que tenhamos
um pedaço de ouro puro

que queremos cortar
pela metade indefinidamente.

Podemos fazer duas perguntas aqui:

Quantas vezes podemos cortar em dois
o que já temos pela metade?

e quantas vezes podemos cortar em dois
o que já temos pela metade e ainda ter ouro?

Estas são duas perguntas
completamente diferentes,

porque, ao chegarmos a um átomo de ouro,

não podemos mais ir adiante

sem transcender a definição de ouro.

Se o espaço é quantificado,
a mesma coisa se aplica.

Não podemos falar de distâncias no espaço

que sejam menores do que
a unidade fundamental do espaço

pela mesma razão de não podermos
falar sobre porções de ouro

que sejam menores do que
um átomo de ouro.

A quantificação do espaço nos traz
a uma nova imagem geométrica.

Uma como esta,

onde a coleção desses pedaços,
destes "quanta",

se reúnem para construir
a estrutura de x, y e z.

Esta geometria tem 11 dimensões.

Se você vê isso, você já entendeu.
Será além de você.

Só precisamos entender
o que está acontecendo.

Notem que há três tipos
distintos de volume

e todos os volumes têm três dimensões.

A distância entre quaisquer dois pontos
no espaço se torna igual ao número de quanta

que estão instantaneamente entre eles.

O volume dentro de
cada quantum é interespacial,

e o volume que o quanta
movimenta é superespacial.

Notem como ter uma informação
perfeita sobre a posição x, y e z,

apenas permite que identifiquemos
um único quantum no espaço.

Notem também que agora
é possível para um objeto

mover-se interespacial
ou superespacialmente,

sem mudar sua posição x, y e z.

Isto significa que
há 9 maneiras independentes

de um objeto se movimentar.

Isto faz com que haja
9 dimensões espaciais:

3 dimensões de volume de x, y e z;
3 dimensões de volume superespacial

e 3 dimensões de volume interespacial.

E temos o tempo, que pode ser definido

como o número total de ressonâncias
de cada quantum.

E o supertempo nos permite descrever
sua locomoção no superespaço.

Eu sei que é uma explicação relâmpago,
mais rápida do que eu gostaria,

porque há tantos detalhes
que podemos ir a fundo.

Mas há uma vantagem significativa
em descrever o espaço

como um meio que possui
densidade, distorção e onda.

Por exemplo, agora podemos descrever
o espaço-tempo encurvado de Einstein

sem reduzir dimensionalmente a imagem.

A curvatura é uma mudança de densidade
deste quanta espacial.

Quanto mais densos os quanta se tornam,
menos eles ressonam livremente

e, portanto, eles experienciam
menos tempo.

E nas regiões de densidade máxima,

e os quanta completamente empacotados,

como nos buracos negros, não há tempo.

A gravidade é simplesmente o resultado
de um objeto viajando em linha reta

sobre um espaço encurvado.

Ir reto no espaço x, y e z

significa que sua esquerda e direita

viajam à mesma distância, interagindo
com um mesmo número de quanta.

Então, quando um gradiente
de densidade existe no espaço,

uma linha reta é a que proporciona
uma experiência espacial igual

para todas as partes do objeto viajante.

Certo, isto é muito importante.

Se você já observou um gráfico
de curvatura de Einstein antes,

a curvatura espaço-tempo,

você pode não ter notado que
uma das dimensões não foi marcada.

Vamos assumir um plano do nosso mundo

e toda vez que haja massa
neste plano, nós a alongamos;

se há mais massa, alongamos mais,

para mostrar o quanto de curvatura existe.

Mas qual a direção do alongamento?

Não temos a dimensão z.

Nós passamos batido
toda vez em nossos livros.

Aqui, não temos que
nos livrar da dimensão z.

Temos que mostrar a curvatura
em toda sua forma.

E isto é muito importante.

Outros mistérios que vêm deste mapa,

como o efeito túnel quântico...

Lembram dos nossos planilandeses?

Eles verão uma luz vermelha aparecer
em algum lugar no horizonte

e, depois, desaparecer e, na opinião deles,

ela desapareceu do universo.

Mas se a luz vermelha aparecer de novo
em outro lugar sobre a linha,

eles poderão chamar de
efeito túnel quântico.

Da mesma forma quando
observamos um elétron,

e depois ele desaparece
do modelo de espaço

e reaparece em outro lugar, o qual

pode estar além do limite
que ele não deveria atravessar.

Podem ver a situação agora?
Solucionar aquele mistério?

Vejam como os mistérios do nosso mundo
podem ser transformados em aspectos elegantes

de nossa nova visão geométrica?

Tudo que temos que fazer
para dar sentido aos mistérios

é mudar as hipóteses geométricas
de quantificação do espaço.

Certo, esta imagem também
tem algo a dizer

sobre de onde provêm
as constantes da natureza,

como a velocidade da luz, a constante
de Planck, a constante gravitacional, etc.

Desde que todas as unidades de medidas,
Newtons, Joules, Pascals, etc,

possam ser reduzidas
para cinco combinações

de comprimento, massa, tempo,
ampere e temperatura,

quantificando a estrutura do espaço,

significa que essas cinco expressões
devem ser quantificadas.

Então, são cinco números que dão origem
ao nosso mapa geométrico.

Consequências naturais dos mapas
com valores unitários.

Existem dois outros números
no nosso mapa.

Os número que refletem
os limites da curvatura.

O pi pode representar
o estado mínimo de curvatura

ou curvatura zero, enquanto que zhe

pode representar
o estado máximo de curvatura.

O motivo de termos um máximo
é porque quantificamos o espaço.

Não podemos continuar indefinidamente.

O que estes valores representam para nós?

Bem, esta longa lista aqui são
as constantes de natureza,

e, se notarem,

todas são constituídas
pelos cinco números

que provêm da nossa geometria
e os dois números

que vêm dos limites da curvatura.

Isto é muito importante,
pelo menos para mim.

Isto significa
que as constantes de natureza

provêm da geometria do espaço.

Elas são consequências
necessárias do modelo.

Certo. Isto é divertido
porque há tantos truques,

que fica difícil saber
quem será pego e onde.

Mas, este novo mapa

permite que expliquemos a gravidade

de um modo que seja totalmente conceitual,

vocês têm toda a imagem na cabeça,

buracos negros, efeito túnel quântico,
constantes de natureza,

e, no caso de nada disso
chamar a sua atenção,

ou se nunca ouviram deles antes,

com certeza, já ouviram sobre
matéria escura ou energia escura.

Elas também
são consequências geométricas.

Matéria escura. Quando observamos
as galáxias distantes,

e olhamos as estrelas
que orbitam estas galáxias,

as estrelas nas bordas se movem
muito rápido,

parecem ter uma gravidade extra.

Como explicamos isso? Bem,
não podemos, então, dizemos

que deve haver alguma outra matéria lá,
gerando mais gravidade,

que faz esse efeito. Mas não
podemos ver a matéria.

Por isso, chamamos de matéria escura e
a definimos como algo que não se pode ver!

Isso é bom, é um bom passo,
um bom começo,

mas aqui no nosso modelo,
não tivemos que dar esse tipo de salto.

Nós demos um, dissemos
que o espaço é quantificado,

mas tudo mais sai daí.

Dizemos que o espaço é composto
de partes fundamentais,

da mesma forma que acreditamos
que o ar é composto de moléculas.

Se isso for verdade,
um requisito automático

é ter mudanças na densidade,
de onde provém a gravidade,

mas também há mudanças de fases.

E o que estimula a mudança de fase?

A temperatura.

Quando algo esfria o suficiente,
seu arranjo geométrico muda,

e a fase também.

Uma mudança na densidade
nas regiões longíquas das galáxias

vai gerar um campo gravitacional,

porque eles são

mudanças na densidade.

Certo?

Vamos passar isso tudo.

E agora vamos falar sobre
a energia escura, em 15 segundos.

Quando olhamos para o cosmos,
vemos aquela luz distante

mudando para vermelho, certo?

Ela perde energia no seu trajeto até nós

por bilhões de anos.

Como explicamos esta mudança
para vermelho?

Hoje em dia, dizemos que é
o universo em expansão, certo?

Todas as nossas suposições de que
o universo está em expansão vem disto,

das medidas da mudança para vermelho,

desta distância para esta, e para aquela.

Certo? E também medimos
a expansão assim.

Mas existe outro modo de explicar
a mudança para o vermelho.

Assim como teria uma outra maneira
de explicar como um diapasão

está afinado para dó,

e se eu entro em um túnel,
você pode ouvir um si.

Você poderia dizer que estou me afastando
de você dentro do túnel,

mas poderia ser
porque a pressão da atmosfera

diminui enquanto o som faz
o trajeto para os seus ouvidos.

Aqui parece ser um pouco demais,

pois a pressão atmosférica
não diminui rapidamente,

mas, quando falamos de bilhões
de anos de luz viajando pelo espaço,

precisamos que os quanta

tenham um pouco de inelasticidade e
a mudança para o vermelho é iminente.

Tudo bem, há mais para explorar nisto,

se tiverem interesse, entrem neste site

e dêem suas opiniões.

Não temos mais tempo, então vou dizer que
este modelo nos dá uma ferramenta mental,

que pode expandir a nossa imaginação,

e, talvez, até reacender o romantismo
da busca de Einstein.

Obrigado.

(Aplausos)