O que fazer se você encontrar um visitante de outro universo
Se uma nave alienígena viesse de outro universo para o nosso, teríamos um monte de perguntas para eles sobre si mesmos, sua existência e se eles representavam uma ameaça existencial para todos nós. Devemos ser cautelosos. (MARK RADEMAKER, PRIVADAMENTE (VIA TWITTER), COMPOSTO PARA NASA EAGLEWORKS)
Se os universos paralelos ou o multiverso são reais, podemos algum dia encontrar um visitante que vem de outro. Aqui está o que fazer.
Há muitas coisas que são inerentes ao nosso Universo que damos como garantidas. Raramente pensamos sobre as leis da física sendo o que são, as constantes fundamentais tendo os valores que têm, ou a matéria predominando sobre a antimatéria. No entanto, estas são propriedades fundamentais sobre o nosso Universo. Se fossem diferentes, nosso Universo que habitamos seria um lugar extremamente diferente do que é hoje.
No entanto, nosso Universo pode não ser o único lá fora. Na verdade, existem razões convincentes para acreditar que nosso Universo é apenas um dos muitos, todos os quais compõem um Multiverso muito maior . Se isso for verdade, então é possível que outros Universos não tenham apenas seus próprios habitantes, alguns dos quais podem ser inteligentes e tecnologicamente avançados, mas regras diferentes que regem sua existência. Mesmo que eles possam ser benignos, encontrar um pode levar à catástrofe. Veja como - usando a física - você pode garantir sua sobrevivência.
Uma transformação de simetria CP troca uma partícula com a imagem espelhada de sua antipartícula. A colaboração do LHCb observou uma quebra dessa simetria nos decaimentos do méson D0 (ilustrado pela grande esfera à direita) e sua contraparte de antimatéria, a anti-D0 (grande esfera à esquerda). Quando os eventos ocorrem, cada um decai em outras partículas (esferas menores) de forma diferente, em um nível pequeno (~0,1%), mas significativo, a primeira vez que tal assimetria foi observada em partículas encantadas. (CERN)
Se testemunharmos alguém simplesmente surgir, sua primeira preocupação pode ser que eles sejam feitos de antimatéria, em vez de matéria. As leis da física não precisam ser diferentes das nossas para que isso ocorra; eles simplesmente precisariam que os processos cósmicos que criaram mais matéria do que antimatéria em nosso Universo fossem revertidos. Se a balança estivesse inclinada na direção oposta para nós, nunca saberíamos.
Trocar partículas por antipartículas e refleti-las em um espelho simultaneamente representa a simetria CP. Se os decaimentos anti-espelho forem diferentes dos decaimentos normais, CP é violado. A simetria de reversão de tempo, conhecida como T, é violada se CP for violado. As simetrias combinadas de C, P e T, todas juntas, devem ser conservadas sob nossas atuais leis da física, com implicações para os tipos de interações que são e não permitidas. (E. SIEGEL / ALÉM DA GALÁXIA)
Mas está tudo bem; há signos físicos da matéria (ou antimatéria) que vão além de uma simples convenção de signos. Em nosso Universo, há probabilidades de que certos mésons (partículas compostas neutras) que contenham quarks estranhos, charm ou bottom se transformarão espontaneamente em suas contrapartes de antimatéria , trocando quarks por antiquarks e vice-versa.
Se pedirmos a um visitante suas medidas de violação de CP, podemos saber imediatamente se são matéria ou antimatéria. Se nós realmente quer ter certeza, podemos jogar uma maçã para eles; se aniquilar com seu casco, eles eram antimatéria o tempo todo.
Na ausência de um campo magnético, os níveis de energia de vários estados dentro de um orbital atômico são idênticos (L). Se for aplicado um campo magnético (R), no entanto, os estados se dividem de acordo com o efeito Zeeman. As diferenças exatas de nível de energia que qualquer átomo ou molécula exibe são altamente dependentes das constantes fundamentais do Universo. Se eles variam de Universo para Universo, seríamos capazes de identificar alguém por seus espectros de absorção e emissão. (EVGENY NA WIKIPEDIA INGLESA)
E se as constantes fundamentais forem diferentes para o seu Universo em comparação com o nosso Universo? Se fosse esse o caso, a matéria deles se comportaria de maneira diferente. Mude as massas das partículas ou a força de suas interações, e as propriedades da própria matéria mudarão. Mesmo mudando a massa de uma partícula que raramente consideramos relevante para o nosso Universo, como um quark top, mudaria sutilmente a massa de um próton.
Se alguma constante mudasse, as propriedades dos átomos e das moléculas que eles compõem seriam diferentes. As transições atômicas seriam ligeiramente (ou significativamente) deslocadas, e o que é emitido ou absorvido por nossos átomos de hidrogênio não seria absorvido ou emitido pelos deles, respectivamente. Simplesmente observar a luz solar refletida e absorvida/reemitida de seus cascos espectroscopicamente nos diria se suas constantes físicas eram as mesmas que as nossas ou não.
O espectro de luz visível do Sol, que nos ajuda a entender não apenas sua temperatura e ionização, mas a abundância dos elementos presentes. As linhas longas e grossas são hidrogênio e hélio, mas todas as outras linhas são de um elemento pesado. Se alguém viesse de um Universo diferente, seus átomos e moléculas teriam suas próprias assinaturas únicas de absorção e emissão que podem ser diferentes das nossas. (NIGEL SHARP, NOAO / OBSERVATÓRIO NACIONAL SOLAR EM KITT PEAK / AURA / NSF)
Mas e se eles fossem ainda mais fundamentalmente diferentes do que nós? E se o universo deles obedecesse a leis da física totalmente diferentes das nossas? Claro, os testes de matéria/antimatéria e os testes de constantes fundamentais seriam importantes, mas eles não encapsulam completamente as maneiras pelas quais Universos díspares podem ser diferentes um do outro.
Por exemplo, é possível que existam diferentes forças fundamentais, partículas e interações em seu universo em comparação com o nosso. Eles podem ser feitos de algum tipo de material que se comporta como matéria, antimatéria ou algo totalmente novo. Se eles dominam as viagens entre universos, há uma boa chance de que eles conheçam ainda mais física fundamental do que nós. Talvez, se compartilhássemos com eles o que sabíamos, eles compartilhariam conosco como o entendimento deles substituiu o nosso?
O Modelo Padrão da física de partículas é responsável por três das quatro forças (exceto a gravidade), o conjunto completo de partículas descobertas e todas as suas interações. Se existem partículas e/ou interações adicionais que podem ser descobertas com colisores que podemos construir na Terra é um assunto discutível, e se essas leis e regras são iguais ou diferentes em outros universos é desconhecido neste momento. (PROJETO DE EDUCAÇÃO FÍSICA CONTEMPORÂNEA / DOE / NSF / LBNL)
As forças fundamentais, das quais temos quatro, unificam-se em energias mais altas? Sabemos que a força eletromagnética e a força nuclear fraca se unem em nosso Universo a temperaturas de aproximadamente alguns quintilhões de kelvin, e é possível que em temperaturas ainda mais altas as forças fortes ou gravitacionais também se unifiquem.
Mas e em outro Universo? Mesmo que tenham as mesmas forças fundamentais, unificam ou não unificam da mesma forma? Suas simetrias de unificação quebram com as mesmas energias que as nossas, ou com energias diferentes? Essas são questões fundamentais que podem levar a enormes diferenças nas regras que nossas partículas seguem hoje, e são algo que gostaríamos de uma resposta antes de entrar em contato potencialmente mortal com elas.
A ideia de unificação sustenta que todas as três forças do Modelo Padrão, e talvez até a gravidade em energias mais altas, são unificadas em uma única estrutura. Essa ideia é poderosa, levou a muitas pesquisas, mas é uma conjectura completamente não comprovada. No entanto, muitos físicos estão convencidos de que essa é uma abordagem importante para entender a natureza e levou a algumas previsões interessantes, genéricas e testáveis. Pode até ser verdade em alguns Universos e não em outros. ( ABCC AUSTRÁLIA 2015 NEW-PHYSICS.COM )
São criaturas tridimensionais como nós, ou vivem em um número diferente de dimensões?
Se eles parecem deuses para nós - com a capacidade de se teletransportar mais rápido que a luz, de alcançar dentro de nós e reorganizar nossos órgãos internos e/ou a capacidade de nos tirar do que conhecemos como existência (e para uma dimensão superior ) – então eles provavelmente podem acessar quatro ou mais dimensões espaciais, em oposição a apenas três que conhecemos.
Por outro lado, se eles existissem em duas ou menos dimensões, pareceríamos semelhantes a Deus para eles de maneira semelhante. O número de dimensões em nosso Universo é altamente restrito e muito bem medido, mas simplesmente não sabemos o que outros Universos podem conter.
Se existirem dimensões extras, elas devem ser muito pequenas. Mesmo com os maiores valores permitidos, o tempo de decaimento de um buraco negro criado no LHC ainda seria aumentado apenas para uma pequena fração de segundo. Mas se dimensões extras fossem reais, de repente existiria a possibilidade de sair do nosso universo 3D, atravessar a quarta dimensão espacial e reentrar em um ponto completamente desconectado no espaço-tempo. Se uma criatura de outro Universo ocupasse um número de dimensões espaciais diferente de 3, poderíamos descobrir. (FERMILAB HOJE)
A massa significa a mesma coisa em seu universo como em nosso universo? Temos uma maneira ousada de testar isso por nós mesmos: através Princípio de Equivalência de Einstein . Se você tem um objeto com massa e exerce uma força sobre ele, ele irá acelerar de acordo com a famosa lei de Newton: F = m para .
Por outro lado, se você tiver um objeto com massa e observar os efeitos da gravitação sobre ele, ele exercerá uma força gravitacional diretamente relacionada à massa do objeto. Na gravidade newtoniana, isso é F = GMm/r² , onde o m em ambas as equações são intercambiáveis. (É mais complicado na Relatividade Geral, onde o espaço é curvo e essa curvatura causa uma aceleração, mas o resultado ainda é proporcional a m .)
O comportamento idêntico de uma bola caindo no chão em um foguete acelerado (esquerda) e na Terra (direita) é uma demonstração do princípio de equivalência de Einstein. Embora medir a aceleração em um único ponto não mostre diferença entre a aceleração gravitacional e outras formas de aceleração, medir vários pontos ao longo desse caminho mostraria uma diferença, devido ao gradiente gravitacional desigual do espaço-tempo circundante. (USUÁRIO DO WIKIMEDIA COMMONS MARKUS POESSEL, RETOQUE POR PBROKS13)
Mas são esses dois tipos de massas - massa inercial para F = m para e massa gravitacional para o outro — o mesmo em todos os Universos? Ou pode haver uma não equivalência em outro Universo?
Se for esse o caso, isso significaria que haveria uma diferença fundamental entre dois tipos diferentes de aceleração. O empuxo, como o causado por um foguete, resultaria em uma mudança diferente no movimento através do Universo do que simplesmente acelerar sob a influência da gravidade. Embora esses dois tipos de massas e as acelerações que eles causam (gravitacional e não gravitacional) sejam equivalentes a mais de uma parte em um trilhão em nosso Universo, simplesmente não sabemos se esse será o caso em outro Universo. . Tudo o que não é proibido de ser diferente pode acabar sendo diferente, afinal.
Em vez de uma grade 3D vazia, em branco, colocar uma massa para baixo faz com que o que seriam linhas 'retas' se tornem curvas por uma quantidade específica. Na Relatividade Geral, tratamos o espaço e o tempo como contínuos, mas todas as formas de energia, incluindo, mas não se limitando à massa, contribuem para a curvatura do espaço-tempo. Se a aceleração da gravidade for diferente da aceleração inercial, isso violaria o princípio da equivalência. (CHRISTOPHER VITALE DAS REDES E O INSTITUTO PRATT)
Claro, se tudo o que pudermos fazer for enviar uma mensagem, talvez seja melhor enviar algo curto e facilmente compreensível. Podemos simplesmente dizer a eles que este Universo contém elétrons e transmitir a eles o que isso significa. Se compartilharmos com eles o valor da carga elétrica, como os elétrons e os núcleos se agrupam para formar átomos, quais são os comprimentos de onda que eles criam com base nessas transições atômicas e quais são as proporções de massa de diferentes partículas fundamentais e compostas, além de um pouco de informação sobre Violação do CP, eles poderiam saber imediatamente se suas regras e leis eram as mesmas que as nossas.
É seguro interagir fisicamente com um alienígena? Presumivelmente, se eles são capazes de viajar entre os universos, são eles que saberão a resposta. Mas devemos informá-los do que sabemos. Se não for seguro, precisamos obter essas informações e descobrir por nós mesmos, antes de fazer qualquer outra coisa.
Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .
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