Universos que geram ‘cérebros cósmicos’ devem ir para o scrapheap

Por Anil Ananthaswamy

Frédéric Lecloux/Agence VU/Camerapress

TRUST os seus sentidos. Qualquer teoria que deixe os cérebros bizarros aparecerem aleatoriamente não pode ser uma descrição válida do universo.

Isso pode parecer óbvio, mas tais observadores conscientes, chamados de cérebros de Boltzmann, são inevitáveis em certas versões da cosmologia. Um novo trabalho que afirma banir tais teorias não só sugere que seu cérebro não é tão estranho, mas nos diz quais estruturas para o cosmos são as mais sólidas.

A noção de um cérebro de Boltzmann é construída sobre a idéia do físico do século XIX, Ludwig Boltzmann, de que a entropia de um sistema fechado – uma medida de sua desordem – sempre aumenta. Há muito mais maneiras de ser desordenado do que ordenado, por isso é muito mais provável que o sistema se mova em direção à desordem. Mas há sempre uma probabilidade infinitesimal de que um sistema flutue subitamente de desordem para ordem.

Além disso, sabemos que a expansão do nosso universo está acelerando, e a visão padrão é que a misteriosa energia negra é responsável. Se a energia escura permanecer constante ao longo do tempo, o universo se expandirá para sempre.

“Se você tiver literalmente para sempre para esperar, você terá essencialmente todas as coisas possíveis flutuando na existência”, diz Sean Carroll do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena. Isso inclui cérebros de Boltzmann.

A ideia é que, dado o tempo infinito, mais cérebros irão flutuar na existência do que evoluir, por isso a maioria dos observadores conscientes seria o resultado de flutuações. Em um universo tão antigo, então, as probabilidades são que nós também somos tais cérebros.

Carroll não é fã dos cérebros de Boltzmann, e agora ele pensa que pode mostrar que eles são uma ponte muito longe.

Se nossos cérebros flutuaram espontaneamente para a existência, ele raciocina, então devemos estar vivendo num futuro muito distante, uma vez que o universo precisa de um tempo quase infinito para que tais flutuações se tornem uma realidade. Mas nossas medidas sugerem que o universo começou há apenas 14 bilhões de anos.

Essa discrepância significa que se realmente somos cérebros de Boltzmann em um universo antigo, então nossas percepções também estão confusas. “Não teríamos motivos para acreditar que nossas memórias do passado são precisas”, diz Carroll.

Ele chama este paradoxo de “instabilidade cognitiva”: a incapacidade de confiar em seus próprios processos de raciocínio e memória. Isso deve ser suficiente para descartar tais universos – e os modelos cosmológicos que os produzem, diz ele (arxiv.org/abs/1702.00850).

Isso tem implicações para as teorias da energia negra. Por exemplo, se a energia escura enfraquece com o tempo, então o universo poderia se contrair e acabar em uma “grande crise” – e nunca envelheceria o suficiente para que os cérebros de Boltzmann se formassem. Se a energia escura for constante com o tempo, então os cérebros de Boltzmann poderiam eventualmente surgir. Mas se o universo flutuará ou não da forma necessária depende das particularidades de uma teoria da gravidade quântica, que ainda precisam ser trabalhadas.

Derrubar aquelas teorias que levam aos cérebros de Boltzmann pode nos ajudar a decidir entre idéias concorrentes, diz Carroll. Com base nisso, é razoável que o universo possa estar indo para uma grande crise, por exemplo.

Raphael Bousso, da Universidade da Califórnia em Berkeley, envolveu seus cérebros neste problema, e está dividido sobre as idéias de Carroll.

“Se uma teoria prevê que a esmagadora maioria dos observadores são cérebros de Boltzmann, então essa teoria está descartada”, diz ele. Mas ele acha que o argumento de Carroll introduz uma mística desnecessária. “Não há necessidade de noções extravagantes como ‘instabilidade cognitiva'”

Este artigo apareceu no jornal sob o título “Rejeitar universos que levam a cérebros cósmicos”

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