Interpretações da Mecânica Quântica para o Problema da Medição

No século XX, a Mecânica Quântica estava sendo fundada. Alguns de seus pilares são a dualidade onda-partícula, o princípio da incerteza de Heisenberg e a equação de onda de Schrödinger.

A dualidade onda-partícula é a descoberta de que os entes quânticos se comportam ora como onda, ora como partícula, dependendo do experimento realizado.

O princípio da incerteza diz que quanto mais sabemos sobre uma propriedade de uma partícula, menos sabemos sobre outra, pois o equipamento utilizado iria interferir nos átomos em que se faz a medição.

Já a equação de Schrödinger propõe que não há como saber onde exatamente uma partícula está em dado momento, mas apenas a região do espaço onde há probabilidade de encontrá-la.

Assim, os físicos buscaram compreender o significado da Mecânica Quântica propondo diversas interpretações. Citarei algumas:

• Copenhague: diz que, antes da medição, o objeto está em uma superposição de estados e, depois, ocorre o chamado colapso da função de onda, forçando a natureza a nos dar um resultado.

• Variáveis ocultas: interpreta que não há superposição de estados, mas que antes da observação já existe um resultado determinado, porém é desconhecido.

• Muitos mundos: propõe que tudo existe em apenas um estado e que universos paralelos são criados onde os resultados alternativos ocorrem.

Referências Bibliográficas:

BAKER, J. 50 Ideias de Física Quântica Que Você Precisa Conhecer, 1ª Edição, São Paulo, Editora, Planeta, 2015

Entropia

Entropia é a medida da desordem em um sistema físico. A segunda lei da termodinâmica enuncia que o nível de desordem em um sistema fechado tende sempre a aumentar e que a ordem só pode ser estabelecida com gasto de energia. Isso dá um sentido à seta do tempo, pois nos diz que, do passado em direção ao futuro, a entropia aumenta.

O Universo é um sistema fechado e isolado. Sendo assim, por que há certo ordenamento no Cosmos?

           
Pela segunda lei da termodinâmica, a entropia pode ser reduzida em certas partes de um sistema fechado, mas sempre existe um aumento igual ou maior em outras partes, fazendo com que a entropia como um todo nunca diminua. Se o processo for irreversível, aumentará. Se for reversível, permanecerá constante. Em sistemas abertos, pode até diminuir.

A gravidade é o que domina o Universo em larga escala. Tempos depois do Big Bang, o espaço estava preenchido por uma mistura gasosa quente e uniforme de hidrogênio e hélio que deu origem às estrelas. A grande quantidade de calor e luz liberados pela fusão nuclear, nos indica que a gravidade aumenta a entropia.

No início, a entropia teria que ser mínima, pois só assim poderia aumentar com o tempo. Isso pode ser explicado pela inflação pois, neste caso, a gravidade era repulsiva e eliminou toda deformação do tecido do espaço-tempo que poderia ter sido gerada pela gravidade atrativa. 

Referências Bibliográficas:

HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física: Gravitação, Ondas e Termodinâmica, 8ª Edição, Rio de Janeiro, Editora LTC, 2009

GREENE, B. R. O Tecido do Cosmo: O Espaço, O Tempo e a Textura da Realidade, 2ª Edição, São Paulo, Companhia das Letras, 2010