É possível prever absolutamente tudo no universo?

De acordo com um novo estudo liderado por Tjarda Boekholt, da Universidade de Coimbra em Portugal, mesmo os melhores computadores imagináveis não podem resolver certos problemas com sistemas caóticos, como o problema dos três corpos, e portanto não podem prever absolutamente tudo no universo.

O problema dos três corpos

Um sistema caótico é aquele em que mesmo uma pequena mudança nas condições iniciais dos objetos, como suas posições ou velocidades, tem um efeito enorme sobre como eles se movem ao longo do tempo – algo também conhecido como “efeito borboleta”.

O problema dos três corpos representa a questão matemática de como três objetos podem orbitar uns aos outros segundo as leis de movimento de Newton, e há muito caos envolvido nisto.

Logo, é extremamente difícil prever como esse sistema de três corpos irá evoluir, ou mesmo “retrocedê-los” matematicamente para descobrir como e onde começaram.

O estudo

Uma grande parte da dificuldade em prever tais sistemas caóticos é que mesmo nossos melhores computadores têm precisão limitada, o que significa que mesmo incertezas minúsculas podem arruinar uma simulação.

Logo, Boekholt e sua equipe decidiram investigar se a falta de precisão era o único problema para nossa previsão de sistemas caóticos, ou seja, se um computador preciso o suficiente (do tamanho do universo, por exemplo) poderia simulá-los com eficácia.

Resultados

Os pesquisadores começaram com a simulação de três buracos negros orbitando uns aos outros a uma distância de um parsec, ou cerca de 3 anos-luz. Depois de um tempo, tentaram “retroceder” essa simulação a sua configuração inicial. Eles fizeram isso 1.212 vezes.

Com a tecnologia atual, revelou-se impossível retornar à configuração inicial do sistema, o que significa que ele é imprevisível.

A equipe então utilizou esses dados para calcular que precisão seria necessária para retornar a tal configuração, descobrindo que, em cerca de 5% dos casos de sistemas triplos, seria necessário medir a configuração com uma precisão de menos de um comprimento de Planck (ℓP) – a menor unidade de medida possível para o comprimento e cerca de 10 a 51 vezes a distância inicial entre os buracos negros.

“Isso significa que esses sistemas são profundamente imprevisíveis. Mesmo se você tiver uma diferença de um comprimento de Planck, que é uma quantidade ridiculamente pequena, algumas situações ainda são irreversíveis. Não podemos ser mais precisos que a natureza”, conclui Boekholt.

Em outras palavras, existe um limite para o nosso poder de previsão – mesmo o computador mais poderoso possível não poderia simular nada abaixo de um comprimento de Planck, e, portanto, não poderia simular absolutamente todos os sistemas do universo.

A seta do tempo

A descoberta pode ter implicações que vão além desses sistemas caóticos, incluindo o próprio tempo.

“Se pudéssemos reverter 100% dos casos dos problemas de três corpos, não seria possível determinar a seta do tempo – não seria possível distinguir para frente e para trás. Mas, em 5% dos casos, você pode avançar, mas não ir para trás, então existe essa assimetria que está intimamente ligada à seta do tempo”, argumenta Boekholt.

É isso – mais um dia se passa em que não podemos desafiar o andamento do tempo e viajar para o passado. [NewScientist]