E11 Cosmologia Quântica

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O elemento central deste modelo é a cosmologia quântica, a tentativa de quantizar a própria gravidade para descrever o universo no instante anterior ao tempo de Planck.

Essa mesma cosmologia quântica se baseia na equação de Wheeler-DeWitt, que serve como a equação de Schrödinger para todo o universo, mas com uma peculiaridade notável: essa equação não contém uma variável de tempo explícita. Isso dá origem ao que é conhecido como o problema do tempo da cosmologia quântica — ou seja, a dificuldade de descrever uma evolução sem um quadro temporal em relação ao qual evoluir.

Dentro dessa mesma estrutura quântica, as flutuações quânticas do campo inflaton, ao cruzarem o horizonte durante a inflação, são esticadas até se comportarem como flutuações clássicas. Esse estiramento faz com que essas flutuações originalmente quânticas se tornem precisamente a origem do espectro primordial de perturbações observado no universo hoje.

A entropia de Bekenstein-Hawking, por sua vez, conecta gravidade, termodinâmica e informação, vinculando diretamente a entropia de um buraco negro à área de seu horizonte de eventos, de modo que um horizonte de eventos maior significa necessariamente que o buraco negro contém maior entropia.

Para descrever completamente todo esse conjunto de fenômenos, duas abordagens principais disputam atualmente a atenção: a gravidade quântica em loop e a teoria das cordas; nenhuma delas ainda produziu uma previsão observacional que permita distingui-las uma da outra. Assim, da cosmologia quântica com a qual este documento começa até essas duas abordagens ainda indistinguíveis com as quais ele conclui, passando pela equação que governa todo o universo, a origem quântica do espectro primordial e a entropia que conecta gravidade, termodinâmica e informação, a cosmologia quântica torna a física mais insignificante que existe — a do próprio mundo quântico — indistinguível da física mais abrangente que existe — a do universo inteiro.

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