Físicos demonstraram que a função de onda que descreve o estado quântico de todo o universo não pode ser determinada por nenhum experimento, mesmo a partir de um conjunto limitado de possibilidades. Os pesquisadores Eddy Keming Chen e Roderich Tumulka argumentam que isso revela um limite fundamental na física quântica. Seu trabalho desafia suposições sobre conhecimento empírico em cosmologia.
Na física quântica, objetos como elétrons são descritos por funções de onda que codificam seus estados, permitindo previsões de resultados experimentais. Estender isso ao cosmos, como sugerido por figuras como Stephen Hawking, implica que o universo em si tem uma função de onda. No entanto, Eddy Keming Chen, da University of California, San Diego, e Roderich Tumulka, da University of Tübingen, na Alemanha, mostraram que essa função de onda universal permanece inacessível. Sua prova se baseia na mecânica estatística quântica e na imensa complexidade da função de onda, que envolve vastos números de parâmetros ou estados de alta dimensão. Partindo de um conjunto de funções de onda plausíveis para o universo, os pesquisadores calcularam que nenhuma medição permitida pela quântica fornece informação suficiente para identificar a correta. «A função de onda do universo é como um segredo cósmico que a física conspira para manter», explica Chen. «Podemos saber enormemente sobre o comportamento do universo, mas permanecer fundamentalmente incertos sobre qual estado quântico ele está». Tumulka acrescenta: «Qualquer medição permitida pelas regras da mecânica quântica nos dará informação muito limitada sobre a função de onda do universo. É impossível determinar a função de onda do universo com precisão útil». Essa descoberta se baseia em modelos teóricos anteriores, mas enfatiza o papel das observações, que trabalhos anteriores ignoraram. JB Manchak, da University of California, Irvine, nota paralelos com limitações na relatividade geral e observa que a teoria quântica não foi projetada para escalas cósmicas. Sheldon Goldstein, da Rutgers University, vê a função de onda como uma ferramenta teórica; múltiplos candidatos podem produzir resultados semelhantes em cálculos, mitigando o problema. Filosoficamente, o resultado adverte contra o positivismo estrito, onde declarações não testáveis são descartadas. «Algumas coisas realmente existem lá fora na realidade, mas não podemos medi-las», diz Tumulka. Emily Adlam, da Chapman University, vê isso como apoio a interpretações quânticas que se concentram em perspectivas do observador em vez de uma única realidade objetiva. O estudo aparece no British Journal for the Philosophy of Science (DOI: 10.1086/740609). Chen e Tumulka planejam aplicar suas ideias a sistemas de grande escala menores usando técnicas como tomografia de sombra.