Retrocausalidade

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Hipótese de viagem no tempo mediante buracos de minhoca, uma das hipóteses que pudessem provar a retrocausalidade, dando solução às curvas fechadas de tipo tempo.

A retrocausalidade refere-se quaisquer dos fenômenos ou processos hipotéticos capazes de inverter a causalidade, permitindo que um efeito preceda a sua causa — e.g. que o eco preceda a voz, a detonação o tiro... — é primariamente um experimento mental, dentro da filosofia da ciência, baseado em elementos da ciência física, que se foca nas seguintes questões: Pode o que ocorre no futuro afetar o presente?, e pode o presente afetar o passado?[1]

As considerações filosóficas a respeito da flecha do tempo e da viagem no tempo frequentemente enfrentam problemas relacionados à retrocausalidade.[2] Embora se tenham proposto algumas teorias como formas de retrocausalidade, não existem observações científicas provadas ao respeito.[3]

Na filosofia[editar | editar código-fonte]

Michael Dummett, filósofo britânico e defensor da retrocausalidade.

Os esforços filosóficos para entender a causalidade remontam à Antiguidade, até a figura de Aristóteles e as suas disquisições a respeito do primeiro motor ou motor imóvel; porém, a ideia de que a flecha do tempo pode ser invertida é muito mais recente.

Na realidade, a retrocausalidade foi sempre considerada uma contradição em si mesma, dado que, como já indicara o filósofo do século XVIII David Hume, ao examinar dois eventos relacionados, a causa, simplesmente, por definição, é o acontecimento que precede o efeito (é o interruptor que ativa a luz, e não à inversa).[4] Ainda, a capacidade de influir no passado sugere que os acontecimentos pudessem ser negados pelos seus próprios efeitos, originando um paradoxo físico,[5] a mais conhecida é o paradoxo do avô (se viajo para o passado e mato o meu avô antes que este conheça a minha avó, como é que estou eu aqui para viajar para o passado e fazê-lo).

Na década de 1950, o filósofo Michael Dummett manifestou-se contra de tais travas, afirmando que não existe objeção filosófica alguma a que os efeitos precedam as causas.[6] Este argumento foi refutado pelo seu colega Anthony Flew[7] e, mais tarde, por Max Black, que criticou o fácil que era fazer tais afirmações, pois o observador sempre poderá intervir nos efeitos que escolha.[8] Um argumento posterior, relacionado ao livre-alvedrio, encontra-se no chamado paradoxo de Newcomb.

Certos filósofos essencialistas propusseram outras teorias, como a que contempla a existência de "forças causais genuinas na Natureza".[9]

Posteriores pesquisas filosóficas sobre este assunto incorporaram aspectos da física moderna, incluindo a partícula hipotética denominada táquion (uma partícula que supostamente viaja mais rápido que a luz, pelo qual é capaz de atingir o passado), assim como certos aspectos da simetria do tempo dentro da mecânica quântica. Jan Faye, da Universidade de Copenhague, arguiu que as objeções lógicas a uma viagem no tempo no plano macroscópico não têm por que impedir a retrocausalidade em outros níveis (e.g. microscópicos).[10] Até mesmo se tais efeitos fossem possíveis não seriam capazes de produzir diferentes efeitos que os que resultariam de relações causais normais.[11]

A filósofa holandesa Jeanne Peijnenburg, da Universidade de Groningen, apela para a retrocausalidade para descrever como uma imaginação expandida pode ser capaz de redefinir ou até mesmo alterar acontecimentos passados, resultando em mudanças na personalidade e na percepção presentes.[12] No entanto, de acordo com o seu colega holandês Cornelis van Putten, não há necessidade de modificar o passado para conseguir os resultados que Peijnenburg propõe.[13]

Modelos históricos[editar | editar código-fonte]

À medida que crescia a moderna compreensão da física de partículas, a retrocausalidade ia sendo empregada como ferramenta para explicar invulgares ou pouco conhecidos fenômenos no seu momento, incluindo o eletromagnetismo e a antimatéria.

Neste diagrama de Feynman, que representa uma neutralização elétronpósitron, o tempo discorre de esquerda a direita. Se interpretarmos que representa um fenômeno retrocausal, o elétron não se destrói, mas transforma-se em positrão, deslocando-se para atrás no tempo.

Os físicos John Wheeler e Richard Feynman propuseram faz tempo uma teoria usando a retrocausalidade e uma forma temporária de interferência destrutiva para explicar a ausência de um tipo de onda convergente concêntrica sugerida por certas soluções das equações de Maxwell.[14] Tratar-se-ia das chamadas “ondas avançadas”, que voltariam atrás no tempo; estas, porém, não foram observadas experimentalmente até o presente, e inferiu-se que pode ser tratado simplesmente de uma interpretação matemática para descrever ondas normais.[15]

Feynman empregou assim mesmo a retrocausalidade para provar um modelo teórico do pósitron,[16] reinterpretando as soluções de energia negativa presentes na equação de Dirac. Neste modelo, os elétrons movem-se atrás no tempo, possuindo carga elétrica positiva. Wheeler postulou este conceito para explicar as propriedades compartilhadas por todos os elétrons, afirmando enigmaticamente que “todos os elétrons são o mesmo elétron” com uma complexa e auto-intersecante linha de universo.[17]

Yoichiro Nambu aplicou esta teoria à produção e aniquilação mútua de pares de partículas-antipartículas, afirmando:

Cquote1.svg A eventual criação e aniquilação de pares pode acontecer neste momento e não deve ser interpretada como tal criação-aniquilação, mas apenas como uma mudança de direção no movimento das partículas, do passado para o futuro ou do futuro para o passado.[18] Cquote2.svg

Ainda que as recentes descobertas sobre a antimatéria deixaram obsoleta esta interpretação,[19] é ainda empregada com fins conceituais, como nos diagramas de Feynman.

Questões atuais[editar | editar código-fonte]

Temas candentes em física, sobretudo relacionados à síntese da gravidade einsteiniana com a mecânica quântica, sugestionam que a retrocausalidade pode ser possível em circunstâncias determinadas.

Como se viu, a retrocausalidade, ao inverter a causalidade, pode indicar uma volta no tempo. Assim, a curva fechada de tipo tempo (aquela que permite o acesso ao passado) provém de soluções exatas à equação de campo de Einstein. Embora estas curvas não pareçam existir em condições normais, circunstâncias extraordinárias do espaço-tempo, como os buracos de minhoca[20] ou as regiões próximas às cordas cósmicas,[21] poderiam facilitar a sua formação. A matéria estranha ou os defeitos topológicos cósmicos requeridos para a criação destas condições, ainda não foram observados.

Neste sentido, o físico Stephen Hawking sugeriu um mecanismo, que ele denomina conjetura de proteção da cronologia, que destruiria toda curva fechada de tipo tempo antes de poder ser usada.[22] Contudo, estas objeções à existência de curvas de tipo tempo não são universalmente aceites.[23]

Esquema de um buraco de minhoca que permite tecnicamente a viagem no tempo.

A retrocausalidade foi também proposta como mecanismo explicativo do que Albert Einstein chamou "ação fantasmagórica a distância" ("spooky action at a distance"), que ocorreria como resultado do entrelaçamento quântico. Ainda que o ponto de vista dominante seja que os efeitos de tal entrelaçamento não requerem uma comunicação direta entre as partículas envolvidas, Costa de Beauregard propôs uma teoria alternativa.[24] O físico John Cramer, da Universidade de Washington, apresentou o design de um experimento para provar esta teoria na Associação Americana para o Avanço da Ciência, recebendo certa atenção por parte dos mídia, se bem que o experimento não fosse levado a cabo desde a sua formulação em 2006.[25] [26] [27] Contudo, a retrocausalidade foi proposta como uma explicação[28] para a chamada experiência da borracha quântica),[29] um experimento da mecânica quântica que encontra complementariedade no comportamento de onda e de partícula de agentes quânticos, quando normalmente, segundo as leis de Bohr, estas não podem ser exibidas ao mesmo tempo.[30]

A partícula superlumínica hipotética denominada táquion —proposta no contexto da teoria de cordas bosônica e de outros campos da física de alta energia—, ao superar a velocidade da luz, movimentar-se-ia para atrás no tempo. Em que pese à sua frequente descrição nos romances de ciência-fição como método para enviar mensagens para o passado, as teorias que predizem os táquions não permitem que interatuem com a matéria normal “desse tempo”, de modo que possam violar a causalidade entendida tradicionalmente. De jeito específico, o princípio de reinterpretação de Feinberg julga impossível a construção de um detector de táquions capaz de receber informação desse tipo.[31]

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. Barry, Patrick. (28-08-2006). "What's done is done... or is it?".
  2. Faye, Jan. (27-08-2001, rev. 2005-08-29). "Backward Causation".
  3. Sheehan, D. P., ed.. Frontiers of Time : Retrocausation - Experiment and Theory, San Diego, California, 20-22 June 2006. Record of a symposium held by the Pacific Division of the American Association for the Advancement of Science. [S.l.]: American Institute of Physics. ISBN 0-7354-0361-9
  4. Beauchamp, Tom L. and Alexander Rosenberg. Hume and the Problem of Causation. [S.l.]: Oxford University Press, 1981. ISBN 978-0-19-520236-6
  5. Krasnikov, S. V.. (Mar 1997). "Causality violation and paradoxes" 55 (6): 3427-3430.
  6. Dummett, Michael. ({{{mês}}} 1954). "Can an Effect Precede its Cause" (Supp. 28).
  7. Flew, Anthony. ({{{mês}}} 1954). "Can an Effect Precede its Cause" (Supp. 28).
  8. Black, Max. ({{{mês}}} 1956). "Why Cannot an Effect Precede Its Cause" (16).
  9. Ellis, Brian. The Philosophy of Nature : A Guide to the New Essentialism. [S.l.]: McGill-Queen's University Press. ISBN 978-0773524746
  10. Faye, Jan, Uwe Scheffler and Max Urchs, eds.. Logic and Causal Reasoning. [S.l.]: Wiley-VCH. ISBN 3-05-002599-9
  11. Elitzur, A., S. Doley and N. Kolenda, eds.. Quo Vadis Quantum Mechanics?. [S.l.]: Springer. ISBN 3-540-22188-3
  12. Peijnenburg, Jeanne. . "Shaping Your Own Life" (37).
  13. van Putten, Cornelis. . "Changing the Past : Retrocausality and Narrative Construction" (37).
  14. Wheeler, John and Richard Feynman. ({{{mês}}} 1945). "Interaction with the Absorber as the Mechanism of Radiation" (17).
  15. Price, Huw. Time's Arrow and Archimedes' Point. [S.l.: s.n.]. ISBN 0-19-511798-0
  16. Feynman, Richard. ({{{mês}}} 1949). "The Theory of Positrons" (76).
  17. Feynman, Richard: The Development of the Space-Time View of Quantum Electrodynamics , discurso de 11/12/1965 com ocasião da recepção do Premio Nobel de Física.
  18. Nambu, Yoichiro. ({{{mês}}} 1950). "The Use of the Proper Time in Quantum Electrodynamics I" (5).
  19. Earmam, John. ({{{mês}}} 1967). "On Going Backward in Time" (34).
  20. Thorne, Kip. Black Holes and Time Warps : Einstein's Outrageous Legacy. [S.l.]: W W Norton, 1994. ISBN 0-393-31276-3
  21. Gott, John Richard. Time Travel in Einstein's Universe : The Physical Possibilities of Travel Through Time. [S.l.]: Houghton Mifflin, 2002. ISBN 0-618-25735-7
  22. Hawking, Stephen. ({{{mês}}} 1992). "The Chronology Protection Conjecture" (46).
  23. Li, Li-Xin. ({{{mês}}} 1996). "Must Time Machine Be Unstable against Vacuum Fluctuations?" (13).
  24. de Beauregard, Costa. ({{{mês}}} 1977). "Time Symmetry and the Einstein Paradox" (42B).
  25. Paulson, Tom. (15-11-2006). "Going for a blast in the real past".
  26. Time-travel physics seems stranger than fiction (21-11-2006).
  27. www.astroseti.org Experimento Univ. Washington
  28. Wharton, William R.. (28-10-1998). "[1]".
  29. Herzog, T. J. al.. (1995). "Complementarity and the Quantum Eraser" 75 (17): 3034-3037.
  30. Scully, Marlan O. ({{{mês}}} 2000). "A Delayed Choice Quantum Eraser" 84: 1–5. DOI:10.1103/PhysRevLett.84.1.
  31. Feinberg, Gerald. ({{{mês}}} 1967). "Possibility of Faster-Than-Light Particles" (159).