Qual é a hipótese de Boltzmann Brains?

O cérebro de Boltzmann é uma previsão teórica da explicação de Boltzmann sobre a flecha termodinâmica do tempo. Embora o próprio Ludwig Boltzmann nunca tenha discutido esse conceito, eles surgiram quando os cosmólogos aplicaram suas idéias sobre flutuações aleatórias para entender o universo como um todo.

Ludwig Boltzmann foi um dos fundadores da área de termodinâmica no século dezenove. Um dos principais conceitos foi o segunda lei da termodinâmica, que diz que o entropia de um Sistema fechado sempre aumenta. Como o universo é um sistema fechado, esperaríamos que a entropia aumentasse com o tempo. Isso significa que, com tempo suficiente, o estado mais provável do universo é aquele em que tudo está no equilíbrio termodinâmico, mas nós claramente não existe em um universo desse tipo, pois, afinal, existe ordem ao nosso redor de várias formas, sendo a menor delas o fato de que existir.

Com isso em mente, podemos aplicar o princípio antrópico para informar nosso raciocínio, levando em consideração que realmente existimos. Aqui a lógica fica um pouco confusa, então vamos emprestar as palavras de alguns olhares mais detalhados da situação. Conforme descrito pelo cosmólogo Sean Carroll em "From Eternity to Here:"

Boltzmann invocou o princípio antrópico (embora ele não tenha chamado assim) para explicar por que não nos encontramos em uma das fases muito comuns de equilíbrio: no equilíbrio, a vida não pode existir. Claramente, o que queremos fazer é encontrar as condições mais comuns dentro de um universo tão hospitaleiro quanto à vida. Ou, se quisermos ter mais cuidado, talvez devamos procurar condições que não sejam apenas hospitaleiras para vida, mas hospitaleiro para o tipo particular de vida inteligente e autoconsciente que gostamos de pensar que estamos...

Podemos levar essa lógica à sua conclusão final. Se o que queremos é um único planeta, certamente não precisamos de cem bilhões de galáxias com cem bilhões de estrelas cada. E se o que queremos é uma única pessoa, certamente não precisamos de um planeta inteiro. Mas se, na verdade, o que queremos é uma inteligência única, capaz de pensar sobre o mundo, nem precisamos de uma pessoa inteira - precisamos apenas do cérebro dele ou dela.

Então o reductio ad absurdum desse cenário é que a esmagadora maioria das inteligências nesse multiverso estará sozinha, cérebros sem corpo, que flutuam gradualmente para fora do caos circundante e depois se dissolvem gradualmente afim disso. Essas criaturas tristes foram apelidadas de "cérebros Boltzmann" por Andreas Albrecht e Lorenzo Sorbo ...

Em um artigo de 2004, Albrecht e Sorbo discutiram "cérebros Boltzmann" em seu ensaio:

Há um século, Boltzmann considerava uma "cosmologia" onde o universo observado deveria ser considerado como uma rara flutuação de algum estado de equilíbrio. A previsão desse ponto de vista, de maneira bastante genérica, é que vivemos em um universo que maximiza a entropia total do sistema consistente com as observações existentes. Outros universos simplesmente ocorrem como flutuações muito mais raras. Isso significa que o máximo possível do sistema deve ser encontrado em equilíbrio o mais rápido possível.

Deste ponto de vista, é muito surpreendente que encontremos o universo ao nosso redor em um estado de baixa entropia. De fato, a conclusão lógica dessa linha de raciocínio é totalmente solipsista. A flutuação mais provável consistente com tudo o que você sabe é simplesmente o seu cérebro (completo com "memórias" do Campos do Hubble Deep, dados WMAP, etc.) flutuando rapidamente do caos e depois imediatamente se equilibrando novamente no caos novamente. Isso às vezes é chamado de paradoxo do "cérebro de Boltzmann".

O objetivo dessas descrições não é sugerir que os cérebros de Boltzmann realmente existam. Mais ou menos como o O gato de Schroedinger experimento mental, o objetivo desse tipo de experimento mental é levar as coisas ao máximo conclusão extrema, como forma de mostrar as possíveis limitações e falhas dessa maneira de pensando. A existência teórica dos cérebros de Boltzmann permite que você os use retoricamente como um exemplo de algo absurdo a se manifestar devido a flutuações termodinâmicas, como quando Carroll diz "Haverá flutuações aleatórias na radiação térmica que levam a todos os tipos de eventos improváveis ​​- incluindo a geração espontânea de galáxias, planetas e cérebros de Boltzmann."

Agora que você entende o cérebro de Boltzmann como um conceito, no entanto, você precisa avançar um pouco para entender o "paradoxo cerebral de Boltzmann" causado pela aplicação desse pensamento a esse grau absurdo. Novamente, conforme formulado por Carroll:

Por que nos encontramos em um universo evoluindo gradualmente de um estado de entropia incrivelmente baixa, em vez de sermos criaturas isoladas que flutuaram recentemente do caos ao redor?

Infelizmente, não há uma explicação clara para resolver isso... por isso ainda é classificado como um paradoxo. O livro de Carroll se concentra em tentar resolver as questões que ele traz sobre entropia no universo e na flecha cosmológica do tempo.

Divertidamente, o Boltzmann Brains entrou na cultura popular de várias maneiras diferentes. Eles apareceram como uma piada rápida em uma história em quadrinhos de Dilbert e como invasor alienígena em uma cópia de "O Incrível Hércules".