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] Com exceção do recente artigo publicado na Nature Physics onde uma equipe de pesquisadores da Universidade Nacional da Austrália liderados por Andrew Truscott, verificou que uma medição futura estava a afetar o caminho que o átomo já havia percorrido.[4]

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).[5] Ainda, a capacidade de influir no passado sugere que os acontecimentos pudessem ser negados pelos seus próprios efeitos, originando um paradoxo físico,[6] 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.[7] Este argumento foi refutado pelo seu colega Anthony Flew[8] 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.[9] 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".[10]

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).[11] Até mesmo se tais efeitos fossem possíveis não seriam capazes de produzir diferentes efeitos que os que resultariam de relações causais normais.[12]

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.[13] 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.[14]

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 elétron—pósitron, 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.[15] 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.[16]

Richard Feynman.

Feynman empregou assim mesmo a retrocausalidade para provar um modelo teórico do pósitron,[17] 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.[18]

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

Ainda que as recentes descobertas sobre a antimatéria deixaram obsoleta esta interpretação,[20] 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[21] ou as regiões próximas às cordas cósmicas,[22] 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.[23] Contudo, estas objeções à existência de curvas de tipo tempo não são universalmente aceites.[24]

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.[25] 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.[26][27][28] Contudo, a retrocausalidade foi proposta como uma explicação[29] para a chamada experiência da borracha quântica),[30] 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.[31]

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.[32]

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. ↑ Barry, Patrick (28 de agosto de 2006). «What's done is done... or is it?». New Scientist. Consultado em 19 de dezembro de 2006 
  2. ↑ Faye, Jan (27 de agosto de 2001). «Backward Causation». Stanford Encyclopedia of Philosophy. Consultado em 24 de dezembro de 2006 
  3. ↑ Sheehan, D. P., ed. (14 de novembro de 2006). 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. ↑ A. G. Manning, R. I. Khakimov, R. G. Dall & A. G. Truscott (25 de maio de 2015). «Wheeler's delayed-choice gedanken experiment with a single atom». Nature Physics. Consultado em 8 de junho de 2015  horizontal tab character character in |autor= at position 15 (ajuda)
  5. ↑ Beauchamp, Tom L. and Alexander Rosenberg (1981). Hume and the Problem of Causation. [S.l.]: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-520236-6 
  6. ↑ Krasnikov, S. V. (março de 1997). «Causality violation and paradoxes». Physics Review D. 55 (6): 3427-3430 
  7. ↑ Dummett, Michael (1954). «Can an Effect Precede its Cause». Proceedings of the Aristotelian Society (Supp. 28) 
  8. ↑ Flew, Anthony (1954). «Can an Effect Precede its Cause». Proceedings of the Aristotelian Society (Supp. 28) 
  9. ↑ Black, Max (1956). «Why Cannot an Effect Precede Its Cause». Analysis (16) 
  10. ↑ Ellis, Brian (2002). The Philosophy of Nature : A Guide to the New Essentialism. [S.l.]: McGill-Queen's University Press. ISBN 978-0773524746 Verifique |isbn= (ajuda) 
  11. ↑ Faye, Jan, Uwe Scheffler and Max Urchs, eds. (13 de outubro de 1994). Logic and Causal Reasoning. [S.l.]: Wiley-VCH. ISBN 3-05-002599-9 
  12. ↑ Elitzur, A., S. Doley and N. Kolenda, eds. (25 de maio de 2005). Quo Vadis Quantum Mechanics?. [S.l.]: Springer. ISBN 3-540-22188-3 
  13. ↑ Peijnenburg, Jeanne. «Shaping Your Own Life». Metaphilosophy (37) 
  14. ↑ van Putten, Cornelis. «Changing the Past : Retrocausality and Narrative Construction». Metaphilosophy (37) 
  15. ↑ Wheeler, John and Richard Feynman (1945). «Interaction with the Absorber as the Mechanism of Radiation». Review of Modern Physics (17) 
  16. ↑ Price, Huw (4 de dezembro de 1997). Time's Arrow and Archimedes' Point. [S.l.]: Oxford University Press. ISBN 0-19-511798-0 
  17. ↑ Feynman, Richard (1949). «The Theory of Positrons». Physical Review (76) 
  18. ↑ 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.
  19. ↑ Nambu, Yoichiro (1950). «The Use of the Proper Time in Quantum Electrodynamics I». Progress in Theoretical Physics (5) 
  20. ↑ Earmam, John (1967). «On Going Backward in Time». Philosophy of Science (34) 
  21. ↑ Thorne, Kip (1994). Black Holes and Time Warps : Einstein's Outrageous Legacy. [S.l.]: W W Norton. ISBN 0-393-31276-3 
  22. ↑ Gott, John Richard (2002). Time Travel in Einstein's Universe : The Physical Possibilities of Travel Through Time. [S.l.]: Houghton Mifflin. ISBN 0-618-25735-7 
  23. ↑ Hawking, Stephen (1992). «The Chronology Protection Conjecture». Physical Review D (46) 
  24. ↑ Li, Li-Xin (1996). «Must Time Machine Be Unstable against Vacuum Fluctuations?». Classical and Quantum Gravity (13) 
  25. ↑ de Beauregard, Costa (1977). «Time Symmetry and the Einstein Paradox». Il Nuovo Cimento (42B) 
  26. ↑ Paulson, Tom (15 de novembro de 2006). «Going for a blast in the real past». Seattle Post-Intelligencer. Consultado em 19 de dezembro de 2006 
  27. ↑ Boyle, Alan (21 de novembro de 2006). «Time-travel physics seems stranger than fiction». MSNBC. Consultado em 19 de dezembro de 2006 
  28. ↑ «www.astroseti.org Experimento Univ. Washington». Consultado em 18 de fevereiro de 2012. Arquivado do original em 30 de setembro de 2007 
  29. ↑ Wharton, William R. (28 de outubro de 1998). «Backward Causation and the EPR Paradox». Consultado em 21 de junho de 2007 
  30. ↑ Herzog, T. J. al. (1995). «Complementarity and the Quantum Eraser». Physics Review Letters. 75 (17): 3034-3037 
  31. ↑ Scully, Marlan O.; Yoon-Ho Kim, R. Yu, S.P. Kulik, and Y.H. Shih (2000). «A Delayed Choice Quantum Eraser». Physical Review Letters. 84: 1–5. doi:10.1103/PhysRevLett.84.1 
  32. ↑ Feinberg, Gerald (1967). «Possibility of Faster-Than-Light Particles». Physical Review (159) 
  • Este artigo foi inicialmente traduzido, total ou parcialmente, do artigo da Wikipédia em castelhano cujo título é «retrocausalidad».
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