A Natureza de Luz: Onda ou Partícula?

A Antena e O Átomo

A visão clássica da radiação eletromagnética é a seguinte:

Uma antena de dipolo, alimentada por um transmis­sor de rádio, emite ondas de rádio. Estas viajam longe do dipolo à velocidade da luz. Elas formam esferas sempre em expansão de energia eletromagnética de polaridade alter­nada. Sem impedimentos, elas viaj­arão para sempre para as extremidades do universo.

Suponha que essas esferas sempre em expansão at­ingiram outro dipolo das mesmas dimensões elétricas. Ele está conectado a um receptor sintonizado na mesma freqüência que o transmissor. Ele absorve uma fração muito pequena da energia originalmente transmitida. A maior parte da energia ignora o dipolo e as ondas cont­inuam sua jornada.

Suponha que temos um átomo que tenha sido elevado para um estado metaestável excitado de energia. Este átomo mais cedo ou mais tarde volta a um estado de energia inferior totalmente estável. Ao fazê-lo, ele emite um quantum de energia eletromagnética chamado fóton. Sem impedimento, este fóton viaja para sempre para as extremidades do universo. Mas suponha que, em suas viagens, este fotão encontre algo da mesma escala microscópica. Observamos que tal coisa geral­mente absorve toda a energia do fóton ou nada disso. O fóton deixa de existir ou continua em diante, completo e intacto.

Não obstante, é possível que um fóton efetivamente desista apenas uma parte de sua energia. Por exemplo, poderia atingir um elétron. Neste caso, geralmente só vai desistir de parte de sua energia para o elétron e, em seguida, continua a cam­inho, em uma direção algo diferente, como um fóton vermeho-deslocado. Ou seja, um fóton de freqüência pouco mais baixa e, portanto, menor energia.

Por este cálculo, um fóton contém um quantum de energia distinto. No entanto, esse quantum não é um número integral de qualquer quantidade universal. É uma quantidade que varia continuamente com sua freqüência - ou talvez mais corret­amente, com a rapidez com que ele tenta mudar a polaridade do campo elétrico do espaço através do qual ele viaja.

Somos informados de que tanto as ondas de rádio como os fótons são o mesmo tipo de fenômeno eletromagnético. A única diferença entre eles é a sua freqüência (e, portanto, os seus comprimentos de onda). Com a capacidade de entregar toda a sua energia para um único destinatário distante, o fóton comporta-se como se fosse uma partícula intacta e não uma onda esférica em expansão continuamente.

Se as estações de televisão transmitiram os seus sinais da forma como átomos emitem fótons, então, apenas um receptor de televisão poderia receber qualquer "fóton" da transmissão. Então, teoricamente, cada visualizador veria apenas peda­ços do pro­grama. No entanto, um "fóton de televisão" seria um pacote de energia extremamente pequeno. Conseqüentemente, a granulosidade resultante do sinal recebido não seria perceptível.

O Quantum de Energia

Os físicos dizem que uma onda de luz, às vezes, parece comportar-se como um fluxo de partículas porque a energia de uma onda eletromagnética é quantizada. Essa energia só pode ser trocada em múltiplos de uma quantidade mínima. Este valor, no entanto, é variável. Seu tamanho depende da freqüência (e, portanto, do compri­mento) da onda eletromagnética. Para uma onda eletromagnética de freqü­ência f Hz (ciclos por segundo), o mínimo (indivisível) quantum de energia, e = f × 6,62607004 × 10^-34 joules. É uma quantidade extremamente pequena de energia. A constante, 6,62607004 × 10^-34, é conhecida como a constante de Planck. É supost­amente o mesmo para todas as ondas eletromagnéticas em todo o universo.

No nível atômico, o quantum de energia parece bastante grande. É suficiente excit­ar um átomo. Um fóton tem um (1) quantum de energia. O tamanho preciso do seu quantum depende na freqüência (comprimento de onda ou cor) da luz da qual é "feita". Na escala mais familiar de dipolos de rádio, por outro lado, o quantum é extremamente pequeno. Além disso, a energia em um fóton de radiofrequência é muito menor que a de um fóton de luz-freqüência. Conseqüentemente, um grande número de fótons de radio por segundo do dipolo transmissor afetará o dipolo de recepção, mesmo em distâncias extremas.

As Ondas de Rádio são Quantificadas?

Isto assume, no entanto, que as ondas de rádio de um transmissor artificial são realmente quantizadas. Mas talvez eles não são. A questão é, o que, na escala atômica, está realmente fazendo a quantização? A quantização é imposta por uma espécie de rede fundamental a qual faz parte da estrutura do próprio espaço-tempo? Ou é quant­ização simplesmente o resultado da forma como a energia é produzida pelo átomo ou qualquer outro mecanismo que o emite?

Os estados de energia de um átomo são observados ser quantizdos. Este é prova­velmente o resultado do átomo ser uma máquina de estados finitos. Pode adotar um número finito de estados de energia estáveis e metaestáveis. Muitos cientistas visualizam cada estado como uma válida configuração diferente de ondas estacion­árias. Se o átomo saltar de uma configuração discreta de ondas estacionárias para uma outra, a diferença na energia é liberada como uma onda itinerante que leva para fora esta diferença na energia. Esta onda de viagem é o fóton.

O modus operandus do nosso transmissor de rádio não é o mesmo do que de um átomo. Talvez possamos construir um transmissor de rádio para comportar-se como um átomo que emite um fóton. Talvez possamos obter um dispositivo semel­hante a um Klystron para gerar múltiplas ondas estacionárias em uma cavidade e, em seguida, desencadeá-las para queda para uma onda menos, liberando o exce­sso de energia através de uma guia de ondas. No entanto, parece não haver razão para supor que os sinais de rádio são, de alguma forma, quantizados naturalmente em fótons.

O Que Faz a Quantização?

Uma inferência válida é que a freqüência de um fóton é determinada pela quanti­dade de energia nele e não o contrário. Parece que quando o átomo libera o seu quantum de energia, está ejetada como um pulso eletromagnético com um perfil bastante complexo (rico em informações). Este pulso é freqüentemente descrito como um pacote de ondas. Nunca tive muita certeza do que se entende por este ou se os pesquisadores realmente conhecem a forma precisa do pulso.

Uma visão é de um pulso formado por várias ondas de uma freqüência determin­ada pela fórmula (energia) e = h × f (freqüência), onde h é a constante de Planck. As amplitudes destas ondas começam em zero na borda de ataque do pulso. A partir daqui, elas crescem ao máximo no meio. Então elas diminuem de volta a zero na borda de fuga. No entanto, a fase destas ondas muda continuamente para que os picos parecem estar viajando de uma extremidade do pulso para o outro. É como se o pulso inteiro tivesse sido produzido por algo análogo à puxada de um arco sobre de uma corda de violino. A energia é lançada como uma nota musical característica cuja freqüência é proporcional à energia total gastada na puxada do arco sobre da corda.

Outra visão possível é que o fóton é um solitão modulado ou solitão duplo (um solitão em que os campos elétrico e magnéticos balançam nas direções positiva e negativa). A modulação torna o perfil do solitão mais complexo ou rico em inform­ações.

Mas o que realmente causa a energia seja lançada como um pacote? Qual mecanismo está impondo a fórmula de Planck? O que isto é análogo ao fio de violino? É algum tipo de rede de quantização dentro do tecido do espaço-tempo? Ou a corda de violino é parte da estrutura do átomo que emite o fóton? Se for o primeiro, então todas ondas eletromagnéticas serão quantizadas. Se for o último, apenas a energia eletro­magnética emitida por átomos será quantizada como fót­ons: os sinais de rádio e televisão não serão quantizados.

O fato de que a constante de Planck é o mesmo não importa o tipo de átomo que libera o fóton nos deixa apenas duas opções:

1. ou a liberação do quantum de energia como uma série de ondas é uma propriedade do espaço livre,

2. ou que o mecanismo de quantização é um componente comum de todos os átomos.

Minha intuição prefere a idéia de que é o próprio átomo que libera seu quantum de energia de acordo com a fórmula de Planck e que a quantização não é aplicada por uma propriedade fundamental do espaço livre. Neste caso, o espaço livre seria bastante capaz de transmitir fótons que não estavam de acordo com a fórmula de Planck. Assim, o espaço livre é perfeitamente capaz de transmitir ondas de rádio não quantizadas.

Isso levanta algumas questões. São todos os fenômenos, que manifestam se mesmos à nossa experiência como luz, quantizados? Talvez existam algumas fontes de luz que não embalem a sua luz na forma de fótons. Talvez elas emitem esferas sempre em expansão de energia eletromagnética à freqüência de luz da mesma maneira em que as antenas emitem ondas de rádio. O experimento da dupla fenda do Young de un fóton por vez foi já realizada com uma fonte de luz puramente térmica? A luz de um laser ou de um diodo emissor de luz é atômica. A luz do sol e as estrelas é atômica. Existe uma fonte de luz estritamente não atômica? É possível uma coisa dessas?

O que aconteceria se nós fôssemos empurrar e puxar um elétron livre para frente e para trás por meio de um campo elétrico que oscilasse à freqüência de luz? Produziria fótons? Ou produziria ondas eletromagnéticas na forma de esferas sem­pre em expansão? Há algo dentro do tecido do espaço-tempo que impede oscil­ação contínua de ser sustentável em luz-frequência? O espaço-tempo divide uma oscilação eletromagnética em pacotes fotônicos, como os diamantes de choque azuis vistos no bico de escape de um foguete causado pelo gás que viaja mais rápido do que o som?

Entrega Ponto-a-Ponto

A visão predominante é que uma fonte de luz atômica emite energia eletromagn­ética em forma de explosões quantizadas chamadas fótons em vez de como um fluxo contínuo de ondas como faz um transmissor de rádio ou televisão. No en­tanto, existe uma diferença adicional entre a emissão a partir de um dipolo de rádio e a emissão a partir de um átomo.

Suponha que um dipolo de rádio deve emitir um curto estouro de energia eletro­magnética com o mesmo perfil de pacote de onda que um fóton. Viajaria para longe do dipolo, à velocidade da luz, como um curto trem de esferas concêntricas sempre em expansão. Poderia ser recebido por muitos receptores diferentes local­izados a diferentes distâncias e direções do transmissor. Suponha, por outro lado, que um átomo emita um fóton. Parece viajar intacto para um único destino, ou seja, outro átomo. O resultado é que o átomo torna-se excitado para um estado de energia superior. Este fóton é, assim, recebido na sua totalidade por apenas um re­ceptor. Esse comportamento sugere que o fóton seja uma partícula - uma confin­ada bolha de energia não divegente.

O átomo transmissor e o átomo receptor podem ser separados por grandes distân­cias. Por exemplo, um fóton emitido por um átomo no alcance primordial externo do cosmos pode ser recebido por um átomo dentro da retina do olho de um astrô­nomo. Levou bilhões de anos e percorreu uma distância inimaginável. Durante sua jornada, deve ter tido pelo menos alguns encontros muito próximos com muitos outros átomos ou partículas microscópicas. No entanto, nenhum deles se tornou seu receptor. Por quê? Seu destino era ser absorvido por um átomo particular uma metade de um universo de distância.

Uma possibilidade estranha poderia ser que o átomo que emite o fóton e o átomo que o absorve são algum tipo de gêmeos de alma atômica. Eles estão ligados por um estranho micelio que atravessa os vastos trechos do espaço-tempo que os separa. Alternativamente, talvez a sua conexão seja através de uma curta dimen­são escondida em que eles estão vizinhos ao lado.

Uma possibilidade mais crível é que o átomo que absorve o fóton deve ser um tipo similar ou compatível ao átomo que o emitiu. Além disso, talvez o absorvedor tenha que estar em um estado semelhante ou complementar no momento em que o fóton chega como o emissor foi quando o fóton deixou-o. Talvez este estado seja muito finamente sintonizado e significativamente complexo. E talvez essa complex­idade atue como uma chave para a "porta" através da qual o fóton pode entrar. Isto sugere que o fóton não seja uma partícula simples, mas um subsistema micro­scópico com uma assinatura muito complexa. Esta assinatura, obviamente, seria impresso sobre ele pelo seu emissor.

Embora o átomo genérico seja uma máquina de estados finitos, alguns especulam que cada um de seus estados estáveis ​​e metaestáveis ​​poderia ser complexo-dinâmico. Ou seja, embora o átomo esteja atualmente lig­ado ao atrator matemático particular daquele estado, esse atrator poder­ia ser o que é denominado um atrator 'estranho' como o famoso atrator "borboleta" de Lorenz que representa graficamente a dinâmica do atual sistema climático da Terra. Se assim for, na transição de um estado complexo-dinâmico para outro estado complexo-dinâmico, um átomo nat­uralmente transmitiria uma assinatura complexo-dinâmica à energia que ele emitiu no processo.

Tanto para especular por que átomos tão distantes devem trocar um único fóton. Mas o que determina a trajetória do fóton através das vastas extensões de espaço-tempo? O que causa o fóton chegar, ao um único destino, completo e intacto? Ob­viamente, porque é uma pequena partícula autônoma que é ejetada em uma det­erminada direção e segue uma trajetória particular de sua fonte para seu sumi­douro. Claro, pode ser desviado ao longo do caminho por poderosos gravitadores como estrelas maciças ou buracos negros. Isto nos leva a supor que a massa do fóton é centralizada e não está espalhada sobre uma vasta superfície esférica, o que seria o caso se fosse uma onda. No entanto, existem experimentos em que um fóton parece exibir o comportamento de uma onda.

O Paradoxo Onda/Partícula

Experimentos clássicos como as fendas de Young e os anéis de Newton mostram que feixes de luz podem ser feitos para interferir um com o outro. Ao fazê-lo, eles produzem franjas claras e escuras, onde duas ondas, respectivamente, reforçam-se e cancelam-se mutuamente. Na faculdade em 1964, usei um laser em conjunto com um interferômetro para medir comprimentos de forma muito precisa. O inter­ferômetro, para executar a sua função, depende do princípio em que a luz com­porta-se como uma onda. A geometria usada para explicar como a interferência de dois feixes de luz coerentes produz franjas de interferência é muito simples e direta. É por isso que é tão bom pensar nas franjas de interferência como sendo produzidas por ondas.

Então, se o fóton for uma onda, como ele consegue traduzir toda a sua energia de um átomo em algum lugar do universo para outro átomo que potencialmente pod­eria estar a bilhões de anos-luz de distância? Como uma onda, o fóton viajaria para fora do seu átomo emissor como um curto trem de conchas esféricas concêntricas de energia eletromagnética. Estas conchas expandiriam-se, de modo que se afast­assem de sua fonte à velocidade da luz. A energia total do fóton espalharia-se cada vez mais finamente sobre a área cada vez maior da esfera em expansão.

Quando o fóton atinge seu destino, ele teria que entregar toda sua energia para um único átomo. Esta energia seria espalhada pela vasta superfície do trem curto de enormes esferas esféricas concêntricas que formam a sua onda eletromagnética. Estas conchas esféricas de tensão eletromagnética poderiam, então, ser bilhões de anos-luz do raio. O átomo de destino absorveria o fóton. Assim, toda a energia dist­ribuída sobre esta esfera astronômicamente grande seria instantaneamente reun­ida no espaço de um único átomo. Isto não parece plausível.

Bolha de Sabão Galáctico

Se assim fosse, a energia distribuída em toda a superficie esférica teria que viajar bilhões de anos-luz em um instante. Seria como a energia na tensão superficial de uma grande bolha de sabão quando atingir o ponto de um pino, exceto que o "pino" teria que estar no lado diametralmente oposto da esfera do que o átomo absor­vente. Isto significaria que a energia fluiu ao longo da superfície da esfera a uma velocidade muito maior do que a velocidade da luz. Isto, é claro, é proibido por a Teoria da Relatividade.

Uma tentativa de superar esta anomalia é postular que em algum lugar, em uma dimensão oculta, todos os pontos nesta esfera gigantesca estão no mesmo ponto, tornando possível uma comunicação bastante instantânea sob as restrições da Teoria da Relatividade. É como se, dentro dessa dimensão oculta, a superfície da esfera sofra uma transformação matemática para que ela apareça como um ponto. Isto é exagerado, por que essa dimensão oculta teria que manifestar uma transformação completamente separada para cada par de átomos no universo que já trocou um fóton.

Uma Onda de Probabilidade?

A ciência moderna tentou contornar o problema desta reunião de energia mais ráp­ida do que a luz. A ciência fez isto por postular que as conchas esféricas não são compostas por campos de força tangíveis. Não estão viajando ondas de energia eletromagnética. Em vez disso, eles existem como um pacote de ondas de probab­ilidade. Estas são ondas cujas amplitudes em diferentes lugares em diferentes mo­mentos representam as probabilidades do fóton estar naqueles lugares naqueles tempos. Quando o fóton é absorvido por um átomo, sua onda de probabilidade colapsa instantaneamente. A probabilidade do fóton estar no mesmo lugar como o átomo receptor tornar-se instantaneamente 1 (representando certeza). Em conse­quência, em todos os outros pontos da frente de onda esférica, a probabilidade deve tornar-se instantaneamente zero.

Mas que agente ativo existe que seria capaz de determinar que um dado fóton tem uma probabilidade particular de pousar em um lugar em vez de outro? Dentro dos limites do que eu sei das Leis da Física, eu não consigo nem imaginar uma. Para mim, uma onda de probabilidade guiando um fóton não é mais tangível do que uma bruxa sinusoidal em uma vassoura guiando uma princesa fada.

Estas ondas de probabilidade são postuladas para obedecer as mesmas regras que as ondas reais. Assim, eles interferem um com o outro de acordo com a geometria da interferência construtiva e destrutiva que produz as franjas claras e escuras familiares nos experimentos das fendas do Young e dos anéis de Newton.

Isto aparece, à primeira vista, para explicar o paradoxo de onda/partícula observ­ado quando o experimento de fendas de Young é realizado com luz de baixa inten­sidade. Aqui, os fótons são disparados para as fendas um de cada vez para que possam ser vistos batendo na tela um por vez. Claro, não se observam os fótons reais atingindo a tela. Um vê apenas o efeito amplificado indireto do elétron que está sendo liberado por cada batida. Os fótons parecem bater na tela de acordo com uma distribuição muito aleatória. Ao longo do tempo, no entanto, vemos que muitos milhares de golpes formam coletivamente as franjas claras e escuras con­hecidas no experimento clássico.

Mas como os fótons individuais podem sempre cair nessa distribuição ordenada? É como se um fóton que se aproximava tivesse conhecimento prévio de onde seus predecessores já atingiram a tela. Então, armado com este conhecimento, ele controla a sua trajetória para atingir a tela no próximo local apropriado na constr­ução do padrão geral de "interferência".

A mecânica quântica tenta explicar este padrão aparente de "interferência" como interferência entre as ondas de probabilidade dos fótons participantes. Mas, no exp­erimento de "um fóton por vez" de Young, os fótons chegam, cada um uma fração tangível de um segundo atrás do prévio. Isto significa que um fóton foi emitido, viajado e foi absorvido muito antes de seu sucessor existia. Presumivelmente, por­tanto, o aspecto da onda de probabilidade do fóton também foi emitido, viajado e foi colapsado muito antes da onda de probabilidade de seu sucessor existesse. Como, então, elas poderiam interferir um com o outro? Devemos supor que a pri­meira onda de probabilidade deixou sua marca sobre o tecido do espaço-tempo, na maneira que os motores de uma aeronave deixam uma trilha de condensação no céu? Não, porque isso faria com que o fóton perdesse energia. Isso claramente não ocorre por que toda a energia do fóton chega ao seu destino.

Há um outro problema. Para produzir o padrão de interferência familiar, a onda de probabilidade de um único fóton deve ser uma onda senoidal simples. A interfer­ência entre duas ondas de probabilidade de fóton pode, portanto, produzir apenas a forma geral do padrão de franja. Não pode criar o detalhe granular de onde cada fóton individual deve acertar a tela para construir o padrão de interferência de milhares - se não milhões - de golpes separados. Simplesmente não há informações suficientes embutidas na onda de probabilidade postulada para dizer ao fóton exatamente onde é suposto ir para desempenhar sua parte na formação do padrão geral de "interferência" no longo prazo.

Finalmente, há um problema com o colapso da onda de probabilidade no instante em que o fóton é absorvido. O tamanho das conchas esféricas da onda de probab­ilidade neste ponto pode ser bilhões de anos-luz no raio. No instante em que o fóton é absorvido, a probabilidade de a presença do fóton no ponto de absorção tornar-se '1'. Conseqüentemente, instantaneamente torna-se zero em qualquer outro lug­ar. Este fato deve ser comunicado instantaneamente a todas as partes da onda de probabilidade, o que pode ser até então bilhões de anos-luz do raio.

A Teoria da Relatividade requer que nada possa ser comunicado mais rápido que a luz. Por conseguinte, esta restrição deve aplicar-se a todos os veículos possíveis de informação. A onda de probabilidade não pode, portanto, colapsar mais rapida­mente do que a velocidade da luz. Assim, poderia exigir que bilhões de anos entr­assem em colapso. Enquanto isso, a onda de probabilidade permaneceria finita por muito tempo em partes distantes do universo. Isso proporcionaria a muitos outros átomos a oportunidade de absorver o mesmo fóton, o que é impossível.

Outras Idéias Que Não São Factíveis

Vários outros cenários foram postulados para explicar a aparente dualidade de ondas/partículas do fóton como evidenciado pela versão de "um fóton por vez" do experimento das fendas de Young.

Idéia de Onda de Absorção

Um deles é que, enquanto um átomo emite um fóton como uma onda esférica em expansão, seu futuro destinatário emite uma onda de absorção igual e oposta. Isto pode ser pensado como uma fatura de energia emitida pelo futuro destinatário, que o átomo emissor paga (no mesmo instante) ao emitir um cheque (o fóton). À medida que a esfera do fóton expande-se para fora, en­contra a esfera de absorção do destinatário. As duas esferas expandem-se um para o outro. Eventualmente eles tocam-se. Então eles começam a fundir-se entre si compartilhando um círculo comum de contato no qual as duas ondas avançadas cancelam-se entre si.

O problema com isso é como o futuro destinatário "sabe" que um átomo distante está prestes a emitir um fóton destinado a ele. Além disso, um fóton é emitido repentinamente e absorvido de repente, enquanto que as duas esfer­as poderiam levar bilhões de anos para unir-se e cancelar. Em qualquer caso, a onda de absorção teria que viajar para trás no tempo, para chegar no mom­ento e no local da emissão do fóton. Isto pode ser matematicamente repres­entável, mas não é conceitualmente plausível.

Idéia de Onda Piloto

Outra postulação é que o destinatário emite uma onda piloto primeiro, para estabelecer um caminho para o fotão viajar de volta. Isto é um pouco análogo de um golpe de relâmpago. No entanto, esta onda piloto também teria que viajar para trás através do tempo. Além disso, esta postulação é bloqueada pelo fato de ser eu quem decidir onde vou brilhar minha tocha: não o objeto no que eu vou brilhar-o.

Analogia da Pele de Cobra

Depois, há a postulação da pele de cobra. De acordo com a Teoria da Relativi­dade, o tempo fica parado quando você viaja à velocidade da luz. Portanto, do ponto de vista de um fóton, o universo parece estar congelado em um instante no tempo. Conseqüentemente, do ponto de vista do fóton, sua emissão e ab­sorção são coincidentes. Eles ocorrem exatamente no mesmo instante, em­bora possam ser separados por bilhões de anos-luz. Pode-se argumentar que, do ponto de vista do fóton, é simplesmente um evento que ocorre instantan­eamente dentro do que aparentemente é o mesmo átomo.

Podemos visualizar o fóton como um fenômeno estacionário congelado no tempo e no espaço - uma ruga ou torção no tecido do espaço-tempo. Isto exige que visualizemos o átomo emissor como algo que está se movendo através do espaço-tempo. Ao fazê-lo, ele tira o fóton, como uma cobra jogar fora a sua pele. O átomo então afasta-se do fotão à velocidade da luz, deixando-o para trás como um pedaço de lixo caído. O átomo absorvente então aproxima-se para o fotão estacionário à velocidade da luz, encontra-o e absorve-o. O átomo absorvente, assim, suaviza a torção ou ruga no tecido do espaço-tempo deixado por lá pelo átomo emissor.

Cada um dos dois átomos está movendo-se à velocidade da luz em relação ao fóton. No entanto, a velocidade relativa entre os dois átomos eles mesmos é obviamente muito menor. Para que assim seja, o átomo emissor deve vomitar o espaço-tempo em todas as direções à velocidade da luz e o átomo absorv­ente deve engolir espaço-tempo de todas as direções à velocidade da luz. O resultado é que todos os pontos no espaço-tempo devem estar vomitando e engolindo espaço-tempo em todas as direções à velocidade da luz. Isso é in­contestamente rebuscado.

Microbulha Viajando

Há um corolário para a idéia de tempo parado do ponto de vista do fóton. Suponha que o fóton emitido pelo átomo seja um distúrbio eletromagnético que se expande esféricamente à velocidade da luz. Agora suponha que, de alguma forma, no momento de nascimento, ainda que seja microscópica­mente pequeno, toda essa esfera em expansão é catapultada de lado à velo­cidade da luz. Isto é teoricamente possível porque não contém assim-chamada "a massa de repouso".

Como a esfera inteira está movendo-se em uma direção particular à veloci­dade da luz, o tempo parou do seu ponto de vista. Consequentemente, não pode continuar a expandir-se. Continua o tamanho que tinha no instante em que foi catapultado de lado. E assim continua em sua vasta jornada para o outro lado do universo. Aqui, enquanto ainda microscópicamente pequeno, é absorvido pelo átomo no olho do astrônomo.

Isto é quase credível. Mas isto pode significar que o hemisfério de fuga do fóton está viajando para trás no tempo. É uma frente de onda que está em recuar.

A Desvantagem do Observador

Queremos aprender sobre a natureza e a estrutura dos seres humanos. Mas a única maneira disponível para nós até mesmo detectar a presença de um ser hum­ano é esperar até um atravessar a estrada e, em seguida, atropelá-lo com um caminhão. Em seguida, fazemos deduções quanto à sua natureza observando como ele interagiu com o caminhão. Quanto isto nos permitiria aprender sobre a estrutura física e a funcionalidade do ser humano? Quanto isto nos permitiria ded­uzir sobre emoção humana, relacionamentos, história, arte, literatura, música, vida familiar, intriga política, esportes, lazeres e todas as outras facetas e nuances da vida humana?

A única maneira tmos de observar um fóton é observar o efeito de destruí-lo. Se tentarmos observar um fóton em trânsito, devemos necessariamente destruí-lo no processo e assim frustrar nosso objetivo. Podemos, no entanto, deduzir indireta­mente que a sua trajetória parece ser desviada por uma poderosa gravidade e estatisticamente desviada pelas fendas de Young. No experimento de fendas Young de "um fóton por vez", sabemos que um único fóton deixa a fonte de luz como um quantum natural da energia da luz. Nós sabemos o efeito quando o atinge a tela. Mas não sabemos nada sobre ele enquanto está em trânsito. Só podemos iniciar o evento de sua criação e observar o evento da sua destruição. Observamos eventos e não partículas. Não podemos observar partículas.

A mecânica quântica assume que a coisa que está em trânsito é um fóton, e que é tanto uma onda quanto uma partícula. Para apoiar isto, os cientistas criam cenários estranhos. Mas por que supor que o que viaja é uma onda ou uma partícula? Tudo o que podemos dizer de fato sobre ele é que é um quantum de energia, que está observado comportar-se de uma certa maneira. Isto é bom porque a essência de algo realmente é simplesmente o comportamento desse algo. O comportamento do fóton é o que o define essencialmente. Pensar no seu comportamento como a de uma partícula ou a de uma onda são simplesmente tentativas de nós para ajudar a nossa percepção em termos de coisas familiares que vemos e experiment­amos. Eles não são necessariamente propriedades da própria coisa.

A Enigma das Fendas de Young

O comportamento de muitos fótons que atravessam as fendas de Young é o de uma onda, a qual produz um padrão listrado de interferência. A interferência é meramente como percepcionamos - em termos de algo familiar para nós - a forma como o padrão na tela forma-se. Por outro lado, os fótons individuais - passando pelas fendas de Young um por um - exibem o comportamento de partículas únicas criando o mesmo padrão listrado estatisticamente ao longo do tempo. Um fóton individual pode atingir qualquer ponto dentro da área do padrão. A conseqüência disto é que milhares destes impactos de fótons eventualmente formam o padrão listrado, o qual é consistente com uma onda. No entanto, isto claramente não parece estar sendo formado por interferência de onda como manifesta-se em um tanque de ondulação.

Muitas tentativas foram feitas para visualizar o vôo do fóton em termos da dinâm­ica de ondas macroscópicas e dinâmicas de partículas familiares a nossa experiê­ncia humana. Muitas destas tentativas são bastante disparatadas. Uma idéia é que um único fóton atravessa ambas as fendas ao mesmo tempo. Há outra idéia de que o universo se divide em dois universos neste ponto e em um universo o fóton passa por uma das fendas e no outro universo o fóton passa pela outra fenda. Em algu­mas versões do experimento, os cientistas tentaram detectar a fenda que o fóton atravessa. Mas o ato de detecção destrói o fóton, de modo que nunca chega à tela. Mesmo enquanto tentando detectar os efeitos secundários de moléculas passando pelas fendas de Young, o ato de detecção modifica o seu status, de modo que não conseguem produzir o padrão de interferência normal.

Um enigma adicional é: por que as fendas de Young precisam ser próximas (com pouco separação) para produzir o padrão familiar de interferência? Por que não pode ampliar a separação das fendas e, em seguida, mover a tela proporcional­mente mais longe para alcançar o mesmo resultado? Se o padrão depende simpl­esmente da diferença de caminho, por que não podemos fazer uma versão em tamanho cinematográfico do experimento das fendas de Young? Poderia ser que as versões de grande escala não funcionam por uma razão simples, como a vibração sonora, ultra-sônica ou térmica dos lados das fendas? Ou é algo mais fundamental, como que o fóton ter uma aura pequena mas macroscópica que engloba ambas as fendas somente quando elas estão suficientemente próximas? Isto poderia permitir que o fóton interfira consigo mesmo ao passar por uma fenda, mas apenas com a outra fenda presente. Isto também nos permitiria visualizar o fóton ainda como uma partícula com uma massa centralizada cuja trajetória desvia-se quando passa perto de uma estrela maciça.

Mas talvez o que estamos vendo na tela não é um padrão de interferência no mesmo sentido que vemos em um tanque de ondulação e medida com antenas de rádio. Talvez o fóton contenha algo além da energia eletromagnética viajante. Tal­vez seja um tipo de veículo para energia eletromagnética. Se não, como poderia transportar um fenômeno divergente, como a radiação eletromagnética, ponto-a-ponto? Onde mais podemos ver algo que parece um padrão de interferência, mas não tem nada a ver com as ondas? Esta não é certamente uma pergunta retórica, mas eu tenho uma sugestão.

Problema com Probabilidade

A amplitude da onda de probabilidade de um fóton em qualquer momento e lugar particular é dito que representa a probabilidade de o fóton estar lá. Mas a probab­ilidade é um conceito subjetivo. É uma propriedade da percepção do observador. Probabilidade quantifica as limitações da fidelidade com que o observador é capaz perceber um determinado objeto ou evento. Não é uma propriedade do que ele está observando. A probabilidade é um conceito que pertence à lógica da dúvida e da certeza. Dizer subjetivamente que você está com certeza de 90% sobre algo é uma noção razoável. Por outro lado, dizer objetivamente que uma partícula tem uma probabilidade de 90% de estar em um determinado local num determinado momento é irracional. Se a partícula existe, é onde está quando está.

No experimento de "um fóton por vez" das fendas de Young, cada fóton é dito ter uma determinada probabilidade de bater na tela em um determinado local. Dizem que é muito mais provável que acerte a tela no meio de uma listra brilhante do que no meio de uma listra escura. Tem probabilidades de vários valores intermédios para posições intermédias de impacto. Essas probabilidades parecem variar em cada listra brilhante de acordo com uma distribuição padrão, que é representada graficamente pela curva familiar em forma de sino.

Há uma evidência esmagadora de que o universo e tudo o que está lá é governado por leis deterministas. Se isto for verdade, a posição precisa em que cada fóton atinge a tela é determinada por lei. Assim, a variação nas posições nas quais difer­entes fótons atingem a tela deve ser resultado de variações nas condições iniciais sob as quais cada fóton respectivo foi criado e as várias influências encontradas ao longo de sua trajetória. É possível gerar matematicamente um padrão aparente de distribuição de probabilidade, como a curva do sino, um ponto por vez, como fó­tons, atingindo a tela do experimento das fendas de Young?

O Problema Corpos Muliplos

Considere um planeta único orbitando uma estrela, distante de todas as estrelas e planetas vizinhas. A órbita do planeta provavelmente será uma elipse bastante circular. Se levarmos em conta os efeitos relativistas, a órbita será uma elipse que precesse em torno da estrela, rastreando um tipo de forma de roseta. É bastante determinista, de acordo com as leis de Newton e, mais rigorosamente, os aumen­tos de Einstein.

Agora considere um planeta orbitando um par de estrelas binário. Se o planeta for comparativamente um longo caminho de ambas as estrelas, sua órbita não será muito diferente da situação da estrela única acima. No entanto, se o planeta estiver comparativamente perto das duas estrelas, de modo que sua órbita às vezes real­mente se aventura entre as duas estrelas, a sua órbita será muito complexa. Con­sequentemente, será muito difícil calcular. Isto é, o assim-chamado Problema de Três Corpos.

Leva esta mesma ideia um passo mais a frente. Considere uma estrela dentro de uma galáxia cheia de milhões de outras estrelas. Que tipo de órbita ela traça enquanto orbita o centro de massa da galáxia? Sua órbita será tão complexa que seria impossível calcular. No entanto, ela forma-se como resultado das mesmas leis que governam a órbita do planeta único em torno da única estrela. Ainda é deter­minista.

Consideremos um plano contendo o eixo da galáxia. Deixe-nos ver onde a nossa estrela irá "perfurar um buraco" neste plano cada vez que orbita o centro da massa da galáxia. Vemos um padrão bastante complexo. No entanto, embora muito vago no início, esse padrão tem limites. A estrela não pode perfurar um buraco em qual­quer lugar. Nós conseguimos o que parece uma distribuição de probabilidade de onde a estrela é mais provável "perfurar um buraco" em nosso plano imaginário e onde é progressivamente menos propensos a "perfurar um buraco". No entanto, o padrão é produzido por um mecanismo governado pelas leis deterministas descob­ertas por Newton e Einstein. A distribuição de probabilidade é simplesmente como o determinismo complexo nos aparece.

Se formamos uma transformação matemática para "visualizar" esse fenômeno orbital a partir de um "ângulo" simplificado, obtemos uma imagem do nosso plano perfurado que se parece com isso. Observe que o padrão cresce gradualmente a partir de pontos aleatórios, que aparecem em todo o lugar. Todos estes pontos, no entanto, sempre devem cair apenas dentro dos limites deste atrator estranho, que gradualmente assume uma melhor definição à medida que aparecem mais pontos. É muito parecido com a forma como o padrão de "interferência" cresce gradual­mente a partir das centenas de golpes de fótons na tela do experimento de "um fóton por vez" das fendas de Young. Claro, a forma do padrão é completamente diferente. Mas a forma como forma-se é muito semelhante. Poderia asassim- chamadas franjas de interferência do experimento de fendas de Young ser, na realidade, um atrator estranho para as trajetórias de fótons?

Deixe-nos agora tornar nosso "plano galáctico" sólido para que as estrelas não possam passar por ele. Então suponha que nós cortássemos um par de fendas de "Young". Como isto mudará a forma do atrator para milhares de estrelas orbitando dentro da galáxia? Suponha que cobrimos uma das fendas. Como isto mudará a forma do atrator estranho? Temos algum efeito que é semelhante ao quando en­cobrimos uma das fendas de Young? Existe alguma maneira de construir um pad­rão de distribuição que se pareça com o padrão de "interferência" das fendas de Young construídas um ponto por vez, por iterar uma equação de diferença simples e não linear a partir de condições iniciais particulares? Eu não sei. Eu não tentei. Mas seria interessante se alguém o fizesse.

Uma Órbita Caótica

Há uma idéia particular que poderia ser considerada um pouco estranha. O átomo emissor e o átomo absorvente são meros portais em um plano pelo qual passa a órbita do fóton. A órbita do fóton é em espaço-tempo 4-dimensional. O plano atra­vés do qual a sua órbita passa representa a nossa versão 3-dimensional do espaço-tempo. Portanto, podemos sentir os eventos de emissão e absorção, mas não o resto da órbita. Quando absorvido, o fóton - ou o que se torna - continua em sua órbita em uma dimensão oculta. Em seguida, surge novamente como um fóton emitido por outro átomo. Este fóton continua a fazer outra órbita.

Embora estranho, esta idéia poderia explicar como um fóton parece estar ciente de onde outros fótons aterraram antes dele. De que outra forma poderia "saber" onde aterrar para desempenhar seu papel na construção do padrão de franjas de Young? Esta pode não ser a imagem correta da realidade, mas seu modus operandus parece funcionar. Talvez a verdade envolva alguma outra forma de configurar fisic­amente uma órbita caótica (ou complexa) para o fóton.

Um Átomo Caótico

Talvez a idéia da órbita caótica possa ser usada para inventar uma visão alternativa do átomo. Talvez o átomo seja uma máquina de estados finitos, cujos vários est­ados estáveis e metaestáveis sejam atratores estranhos complexo-dinâmicos. Cada estado é, portanto, um modo de caos.

O clima da Terra tem uma dinâmica muito complexa. No entanto, é um sistema est­ável. Ele segue o famoso atrator de borboleta tridimensional. Embora sofra amplas mudanças sazonais e ad hoc, ele permanece sempre dentro dos limites estabel­ecidos por este atrator matemático. No entanto, os cientistas dizem que o sistema meteorológico da Terra poderia - com provocação suficiente - adotar um estado estável diferente. Isto também seria complexo e seguiria um atrator gráfico com­pletamente diferente. Eles chamam isto de estado da Terra Branca. Isto ocorre por­que neste estado, a Terra seria coberta totalmente com uma leve camada de neve. Além disso, o ar seria muito mais fino e as tempestades seriam mais violentas, mas altamente localizadas.

O estado principal, ou basico, de um átomo pode ser um estado complexo-dinâm­ico como a atmosfera da Terra. O átomo pode, no entanto, ser lançado em um est­ado de energia metaestável superior. Isto, normalmente, acontece quando é atin­gido por um elétron ou alguma outra "partícula" microscópica. Neste estado, a din­âmica do átomo seguiria um atrator estranho completamente diferente. Seria aná­logo à atmosfera do nosso planeta quando lançado no estado da Terra Branca. Portanto, embora o átomo pareça superficialmente ser uma máquina de estados finitos, cada um de seus estados finitos pode ser uma complexa-dinâmica colméia de atividade.

Um estado estável é aquele cujo estranho atrator está completamente fechado. Teoricamente, o átomo poderia permanecer para sempre em tal estado. Um esta­do metaestável, a partir do qual pode voltar a um estado estável, tem um estranho atrator com rotas de saída que ligam de volta ao atrator estável. Estes seriam como afluentes de um rio que se juntam ao fluxo principal. Um estado metaestável pode sustentar a sua dinâmica por um período de tempo imprevisível. Eventual­mente, no entanto, deve virar um caminho de saída que liga de volta ao atrator estável. A queda de um estado metaestável para o estado estável precipita uma liberação de energia. Isto, no caso estamos considerando, manifesta-se como um fóton.

Podemos imaginar estes atratores estranhos como caminhos orbitais muito compl­exos seguidos por elétrons semelhantes a um planeta. Por exemplo, a molécula de hidrogênio seria um sistema binário de estrelas com dois planetas em órbita. Em tal configuração, as órbitas dos planetas seriam extremamente complexas. Em um estado de baixa energia, talvez os elétrons aventurem-se, ocasionalmente, ao lon­go de caminhos que passam entre os dois núcleos. Em um estado de alta energia, talvez ambos dos elétrons fiquem bem longe de ambos os núcleos. Por outro lado, podemos imaginar estes atratores estranhos como os envelopes de ondas que con­tem modulaçôes caóticas muito complexas. Podemos imaginar as ondas como pequenos expansões, compressões, vincos e torções no tecido do espaço-tempo. Estes poderiam ser formados por campos de força eletromagnética ou gravita­cional. Mas estas imaginações são simplesmente para ajudar a nossa percepção. A essência real do que estamos olhando é simplesmente o comportamento de alg­uma coisa.

Talvez alguém lá fora gostaria do desafio de criar um modelo matemático, baseado em caos, de uma molécula de hidrogênio. Um bom projeto inicial seria criar uma projeção dos reais atratores de elétrons em um plano através de um eixo central da molécula. Intuitivamente, isto deve ser possível usando equações de diferença simples não-lineares - semelhante ao atrator estranho de Hénon.

Um Fóton Caótico

Um fóton viaja de um ponto para outro intacto. Não diverge esféricamente durante a viagem, como faz uma onda de rádio. Não torna-se progressivamente mais fraco em pontos mais distantes de sua fonte de acordo com a lei do quadrado inverso, como fazem as ondas de rádio. O fóton começa sua jornada com um quantum específico de energia. E, ao contrário de uma onda de rádio, entrega toda a sua energia original ao seu destino. Os fótons formam as franjas brilhantes e escuras no experimento das fendas de Young. No entanto, cada fóton individual parece "saber" onde está suposto pousar. Ele atinge um ponto tal que, do seu impacto e os impactos dos seus pares, as franjas características gradualmente formam-se. A maioria dos fótons, é claro, atinge as áreas brilhantes do padrão. Mas as franjas escuras não são áreas proibidas. Menos - mas nunca zero - fótons atingem as áreas escuras. Não há parte do padrão de franja que está completamente esfomeado de impactos do fóton.

É quase universalmente acreditado que um fóton é uma forma de radiação eletro­magnética, como uma onda de rádio. Sugerir o contrário seria talvez a heresia mais imperdoável da ciência moderna. A evidência fornecida para isto é que a luz viaja à mesma velocidade que as ondas de rádio. No entanto, as ondas de gravi­dade também viajam à velocidade da luz. Consequentemente, a gravidade é ipso facto uma onda eletromagnética? Eu acho que não.

Um fóton também exibe um comportamento análogo à polarização das ondas de rádio. Mas isto não significa dizer que as forças aparentes em jogo no fóton são elé­tricas e magnéticas. O fóton poderia exibir uma polarização aparente se fosse um vórtice itinerante que pudesse ter um torque destro ou canhoto. O vórtice não teria que ser formado necessariamente por campos de força eletromagnética. Poderia ser formado por algum outro tipo de campo de força, ou uma combinação de tipos diferentes.

Talvez, a assim chamada velocidade da luz, não deve ser pensada como uma prop­riedade exclusiva da luz. Nem mesmo de ondas de rádio, nem mesmo de distúrbios gravitacionais. Fundamentalmente, é a velocidade máxima, em que o conheci­mento de um evento num ponto no tempo e espaço pode ser comunicado para qualquer outro ponto no tempo e espaço, independentemente do tipo de veículo que transmita esse conhecimento. É simplesmente a velocidade máxima a que as informações podem viajar.

Então, talvez o fóton não é o que sempre tem sido presumido ser. Talvez seja outra coisa - algo cuja forma e natureza se encaixam confortavelmente com todos os suas modos de comportamento observados.

Se o fóton for uma partícula, não pode ser apenas eletromagnético, caso contrário divergirá. Precisaria necessariamente incluir alguns meios para conter esta energia espacialmente para impedir que ela divergiu. Uma razão pela qual não pode divergir pode ser que, viajando à velocidade da luz, o tempo é congelado do ponto de vista dele. Eu mencionei esta ideia anteriormente. No entanto, se fosse assim, as ondas de rádio também não divergiriam. Para permanecer estável e autocontido, o fóton deve incorporar forças opostas com diferentes graus e formas de não linearidade. Isso é necessário para criar um nicho de equilíbrio dentro do qual a energia do fóton pode permanecer capturada.

Se, por outro lado, o fóton seja uma onda, ele deve viajar dentro de algo que atua como guia de ondas. De que outra forma poderia entregar toda a sua energia a um ponto? Isso não parece plausível. No entanto, existe uma maneira plausível de que a energia poderia ser transmitida ponto a ponto como uma não-partícula. Poderia viajar sob a forma de algum tipo de torque viajante dentro do tecido do espaço-tempo.

Um átomo cai de uma configuração metaestável superior para uma configuração estável inferior. Ao fazê-lo, libera energia sob a forma de um torque. Este torque propaga à velocidade da luz ao longo do eixo do torque. Quando a onda de torque avançando atinge um átomo, ao longo do eixo do torque, esse átomo absorve a energia do torque. Isto leva o átomo a um estado de energia mais alto ou causa ele emita um elétron - ou como queira. Presumivelmente, o torque pode ser ou direito ou canhoto.

Tal onda de torque provavelmente seria muito mais complexa do que uma torção simples. Talvez possamos pensar nisso como um torque modulado. A forma como este torção seria modulada seria, de fato, uma assinatura complexa. Esta assinatura pode ser quase única para cada fóton criado. A forma precisa da assina­tura de um fóton seria uma função do estado preciso do seu emissor no momento da sua criação. Seria uma função do ponto alcançado sobre o atrator estranho do meta-estado do átomo emissor no instante em que o átomo caiu em seu estado principal. A assinatura também seria influenciada pelo ponto particular de seu atractor estranho principal, no qual o átomo reentrou o seu estado principal.

Em vôo - mesmo que este vôo demore bilhões de anos - o fóton parece não dissi­par nenhuma energia. Ele não usa a sua energia para manter a velocidade da luz. Conseqüentemente, deve estar em um estado de queda livre. Isto significa que o espaço em si está explodindo à velocidade da luz? Para permanecer parado (relat­ivamente falando), as concentrações de energia devem ser mantidas em algum tipo de recipiente de campo de força?

O Fóton Giroscópico

Consideremos ainda outra opção estranha. O fóton compreende realmente um par de elétron-pósitron. Suas massas ficaram completamente escondidas pelo efeito giroscópico Jones-Laithwaite. Eles são mantidos juntos por uma força de atração (ou uma distorção localizada do espaço-tempo, se você preferir). Você pode imag­inar as partículas como esferas sólidas de material fundamental. Alternativamente, você pode preferir pensar neles como os centros de oscilação de estruturas da onda elipsoidal. Você pode até gostar de imaginá-los como atratores estranhos matemáticos. Essencialmente, eles devem ter momentos de rotação individuais perpendiculares ao seu coletivo impulso de rotação. Eles também devem ser mant­idos juntos pelo que podemos visualizar com facilidade como atração mútua. Seus movimentos não são necessariamente simples. Eles podem ter um ritmo simples, mas isso pode ser modulado por uma melodia caótica.

Talvez o fóton seja uma estrutura análoga ao modelo de um volante inercial Jones-Laithwaite. Se assim for, poderia transportar toda a sua energia de um ponto para outro sem divergência. Poderia conter massa que, ao longo de seu eixo de movi­mento, parece tender para zero, apesar de ter entidades rotativas e giratórias de massas finitas dentro dela. Isto permite, talvez até determine, que ele viaje à velo­cidade da luz. A luz diminui a velocidade para dentro de certos meios como o vidro. Talvez isto seja porque os campos de força dentro do médio empurram a revolução dos volantes inerciais ligeiramente para longe da perpendicular aos seus eixos de rotação. Tal fóton pareceria ser desviado por gravidade mais do que o esperado da sua massa cinética sozinha. Isto ocorre porque a sua massa não-cinética é escon­dida apenas em linha com a direção da viagem. A gravidade, por outro lado, puxa o fóton em uma direção que não está em linha com sua trajetória.

É certo que a visão do fóton como um par de partículas "volantes inerciais" em alg­um tipo de quadro não é muito atraente. No entanto, estas assim chamadas "vol­antes inerciais" podem, na realidade, estar girando vórtices de força que, entre outras coisas, poderiam:

1. expand and contract spherically according to a chaotically modul­ated oscillation,

2. expandir e contrair entre formas de elipsoides circulares e along­ados enquanto gira,

3. fivela dinamicamente de acordo com um padrão de onda estável modificado caoticamente,

4. compreendem vórtices organizados radialmente, como as pétalas de uma flor.

Deixe-nos aliviar a pressão sobre a imaginação. Pense nas duas entidades giratórias como finas peles elipsoidais circulares. O que as peles são feitas não é o importante aqui. Imaginemos que tem uma equivalência material à pele de uma bolha de sabão. A pele é muito grossa na periferia de cada "volante inercial" e muito fina em direção ao centro. A "substância" de cada um é, portanto, concentrada na borda. Os volantes inerciais estão girando rapidamente, com os seus eixos de rotação em linha. Eles giram em sentidos opostos. Eles são mantidos em posição em relação um ao outro por um equilíbrio entre tipos opostos de forças não-lineares (ou rugas no espaço-tempo). Eles estão orbitando um ao outro. Por que eles estão alinhados axialmente, seu plano de revolução é perpendicular aos seus planos de rotação. Suas formas oscilam caóticamente dentro de limites restritos.

Imagine um ponto na borda de uma dos volantes inerciais elipsoidais. Ele irá descr­ever uma órbita muito complexa que é constrangida a fica algum lugar na super­fície de um um semi-torus. Dê ao par de volantes inerciais um pequeno desloca­mento para causa eles oscilem ligeiramente, um relativamente ao outro. Uma seção transversal através do atrator traçado pela partícula na borda de uma das rodas volantes agora assumirá uma forma eventual não muito diferente do atrator estranho de Hénon.

De Volta às Fendas de Young

Mas e as fendas de Young? Um único fóton construído em torno desse tipo de mod­elo pode interferir consigo mesmo? Para obter franjas de interferência, existem condições:

1. deve haver mais de uma fenda,
2. as fendas precisam estar próximas.

Se os fótons comportassem-se como ondas, deve haver interferência, independ­entemente de quão distantes as fendas fossem. Se, em nenhum outro lugar, deve­mos ver pelo menos um padrão de interferência na tela na vizinhança a meio caminho entre as fendas. Mas este não é o caso. Portanto, há um limite para a separação entre as fendas se um único fóton for "interferir" consigo mesmo. Se é para "interferir" consigo mesmo, parte dele deve passar por ambas as fendas. Por isso, temos estas opções:

1. o fóton é bastante grande, tendo um diâmetro maior do que a sep­aração das fendas,

2. o fóton é pequeno, mas tem uma aura de influência cujo diâmetro é maior do que a separação das fendas.

Se o fóton tem uma esfera de influência desta escala de tamanho macroscópico, mas ainda pequeno, não é inconcebível que ele possa colapsar em um átomo inter­ceptante em um tempo muito pequeno. Mesmo que fosse de 10 cm de diâmetro, provavelmente só levaria cerca de um nanosegundo ao colapso. Toda a sua energia poderia assim ser entregue a um único átomo. O átomo emitiria então um elétron. Isto, por sua vez, seria multiplicado pelo nosso detector. Nós veríamos então o pequeno flash de luz no lugar apropriado.

Mas por que o padrão listrado na tela? Como cada fóton individual "sabe" onde ir para que, juntamente com todos os seus pares, ele construa esse padrão de franjas brilhantes e escuras?

Talvez seja necessário que o centro do fóton atinja um átomo para ser absorvido por ele. Um fóton, cujo centro não passa através de uma das fendas, é parado assim antes de chegar à tela. Um fóton cujo centro passa por uma das fendas chega à tela. No entanto, talvez a aura circundante do fóton seja de tal natureza que passa pelo material em que as fendas são cortadas. No entanto, poderia ser entortado, curvado ou deformado no processo. Talvez isto seja o que causa o fóton se desvie. Se a aura do fóton for composta de alguma forma de onda estável mod­ulada caóticamente, o fóton será desviado caoticamente, mas dentro de um pad­rão geral que é determinado pelo comprimento da onda estacionária fundamental.

Mas o que dá a um fóton individual a assinatura caótica correta para que ele atinja a tela em seu lugar designado para que, juntamente com todos os seus pares, ele construa o padrão de franjas brilhantes e escuras? A forma deste padrão de franjas deve, de alguma forma, ser uma projeção de algum tipo de atrator estranho em algum outro lugar. E deve ser em algum lugar compartilhado por todos os fótons atingindo a tela e formando o padrão de franjas. Deve ser uma projeção de uma característica comum da origem de cada fóton. A assinatura caótica apropriada deve ter sido legada a cada fóton pelo átomo que a emitiu. O padrão de franja deve ser uma projeção de um fenômeno caótico dentro do átomo emissor.

Pensemos novamente no átomo como uma máquina de estados finitos, cujos estados estaveis e meta-estáveis são ondas estacionárias com sobre-harmônicos caóticas. O movimento quase-oscilatório de cada estado ostensivamente segue um atrator estranho. Penso que esse estranho atractor é real. No entanto, pode não existir como tal no espaço real: pode ser algo que existe unicamente em nossa fase-espaço matemático que meramente representa o comportamento do que realmente está acontecendo no átomo.

Não é difícil imaginar como um fóton poderia ter uma assinatura caótica única durante sua criação. Para criar o fóton, o átomo deve cair de um estado meta­estível de maior energia para um estado estável de baixa energia. Há um número quase infinito de nuances caóticas que o estado meta-estável de um átomo poderia ter no instante em que está gatilhado (por qualquer que meios) para colapsar ao estado estável de baixa energia. Da mesma forma, há um número, quase infinito, de nuances caóticas, que o estado estável de um átomo poderia ter no instante em que ele chega neste estado de baixa energia. Tudo depende em ao qual ponto do atrator estranho do meta-estado superior, o átomo foi quando o colapso foi gatilh­ado e em que ponto ele entrou no estranho atractor do estado estável mais baixo. A assinatura quase única da órbita do colapso é assim legada ao fóton que é criado por este colapso. Esta assinatura caótica única determina então como o fóton desvia-se para um lado ou outro quando encontra as duas fendas.

Podemos especular que a variância na órbitas do atratores estranhos dos estados do átomo, de alguma forma, exibe a característica de uma distribuição padrão. A freqüência fundamental da estrutura das ondas estacionárias do fóton irá, de alguma forma, transformar essas distribuições padrões caóticas em listras discret­as. Assim, as franjas são uma manifestação das características das ondas estacion­árias caoticamente moduladas, do átomo emissor.

Preso num Beco Cego

Infelizmente, nenhuma dessas idéias sobre a natureza do fóton parece totalmente satisfatória. O trem de pensamento de mecânico quântico parece ter-se conduzido em um beco sem saída. Isto certamente parece ser o caso com a natureza do fóton e com o resto do mundo microscópico. A ciência parece não ter uma com­preensão conceitual do que está acontecendo nestas escalas microscópicas. Noç­ões como dimensões localizadas em circuito fechado e a superposição de estados são apenas tentativas vãs de obter sentido conceitual dos resultados das deriv­ações matemáticas. Elas estão totalmente em desacordo com o senso comum que adquiremos da nossa experiência do mundo normal. Somos convidados a ter fé que o absurdo que a matemática nos diz é correto. Espera-se que aceitemos que a nossa incapacidade de conceituar é uma falha na mente e não na matemática.

Eu acredito que existem dois tipos de matemática. Existe o tipo que existe por direito próprio. Tem uma existência abstrata. Funciona com verdades tangíveis que são independentes da manifestação física. Talvez o principal exemplo disso seja Teoria dos Números. Por outro lado, existe uma espécie de matemática que é simplesmente uma forma de taquigrafia. É usado para expressar rigorosamente as formas e comportamentos dos fenômenos físicos observados. É formulado dentro de um domínio específico de observação. Dentro deste domínio, ele pode ser usado para transformar visões dos fenômenos observados. Isto permite que eles sejam vistos a partir de ângulos a partir dos quais eles não podem ser observados direta­mente. No entanto, para sondar o desconhecido, os cientistas geralmente extra­polam o uso deste tipo de matemática. Eles aplicam-no a outras áreas da física onde eles não podem ter certeza se as suas regras, operadores e variáveis ainda representam a realidade.

O pensamento conceitual é construído sobre a base da experiência real. Então, quando os cientistas extrapolam matematicamente além do que pode ser conceb­ido pelo pensamento, eles estão em um terreno perigoso. A matemática deste seg­undo tipo - quando se afasta dos limites do que pode ser entendido conceitual­mente - é essencialmente sem fundamento. Isto é o que parece ter acontecido com Teoria Quântica. Por conseguinte, pode ser aconselhável parar e pensar later­almente para uma nova rota, ao longo do qual se reencontrar com o pensamento conceitual. Isto não é fácil porque existem pelo menos duas forças muito fortes que sufocam o desenvolvimento de um pensamento novo. O primeiro é o conservador­ismo acadêmico excessivo. O segundo é o confisco oficial de qualquer novo desen­volvimento que seja percebido como tendo implicações de segurança nacional para o país dentro do qual o seu originador reside.

A Confusão Atual

A teoria atual é uma confusão conceitual. Ela nos pede para acreditar em estrut­uras e processos que não fazem sentido. Isto acontece porque a matemática prevê o que é observado. Mas cuidado. A matemática pode estar dando as respostas certas pelos motivos errados.

As equações de Maxwell usam fenômenos elétricos e magnéticos observados, e as constantes naturais que derivam deles, para expressar a dinâmica das ondas el­etromagnéticas. Além disso, derivado dessas equações é a afirmação de que as ondas eletromagnéticas divergem longe de sua fonte a uma velocidade constante. A magnitude desta velocidade é, por convenção universal, representada pela letra c. Experimentos posteriores mostraram que a luz viaja na mesma velocidade que a predita pelas equações de Maxwell para ondas eletromagnéticas. Isto levou as pessoas a supor que a luz deve, portanto, ser uma onda eletromagnética. No en­tanto, as ondas de gravidade também viajam na mesma velocidade; e não se supõe que sejam eletromagnéticos. Aparelhos experimentais, como as fendas de Young, demonstram que a luz passa pelo seu caminho, desde a sua fonte até sua sumidouro, como uma onda. Produz efeitos de interferência de ondas da mesma forma que as ondas de água fazem em uma lagoa.

Por outro lado, as observações do efeito fotoelétrico levaram as pessoas a supor que a luz também se comporta como uma partícula. Quando um metal é irradiado pela luz, seus átomos libertam esporadicamente elétrons que podem ser detect­ados eletricamente. Parece que cada átomo libera um elétron especificamente em resposta a ser "atingido" por uma partícula de luz. Essas partículas de luz são referidas como fótons. No entanto, um átomo de um metal só liberará um elétron em resposta a ser "atingido" por um fóton que é "feito de" luz de, ou menor do que, um certo compri­mento de onda crítico. O comprimento de onda crítico depende do tipo de metal. O comprimento de onda da luz do qual o fóton é "feito" é pensado para ser inversa­mente relacionado à energia transportada pelo fóton. Além disso, o experimento das fendas de Young foi feito com fontes de luz de baixa intensidade em que os fótons individuais parecem bater na tela um de cada vez. Isso dá peso à visão "de partículas" da luz. Mas é impossível ver como as partículas podem, indiv­idualmente e em isolamento mútuo, cair coletivamente em um padrão de interfer­ência.

A luz é luz. E faz o que faz. Se a luz faz algo que uma onda não pode fazer, então não é exatamente uma onda. Se ela faz alguma coisa o que uma partícula não podem fazer, então não é exatamente uma partícula. Não existe uma maneira plausível de que as partículas possam viajar de forma independente e produzir um efeito coletivo como interferência. Não há uma maneira plausível de que uma onda esférica-diver­gente possa fornecer um quantum de energia de ponto a ponto - da fonte ao sumi­douro, especialmente quando a distância entre eles poderia ser bilh­ões de anos-luz.

Para contornar este paradoxo da luz, a ciência postulou que a luz é realmente feita de partículas (fótons), mas que de alguma maneira são guiadas a caminho por uma onda de probabilidade virtual. Esta onda de probabilidade deve comportar-se como uma onda de luz real se a luz fosse de fato uma onda. Isto, no entanto, apresenta outro paradoxo. Quando o fóton é absorvido por um átomo, sua onda de probabili­dade possui uma superfície esférica cujo raio é igual à distância que o fóton per­correu da sua fonte. Isto poderia ser bilhões de anos-luz. E uma vez que o fóton foi absorvido, a amplitude da onda de probabilidade deve, em qualquer outro lugar, colapsar instant­aneamente até zero. Como as notícias sobre a absorção do fóton por um átomo podem ser comunicadas instantaneamente a cada ponto desta esfera potencialmente vasta? Tenha em mente que a informação em si não pode propagar-se mais rápido do que a luz.

Há ainda outro problema com a idéia de que a luz é feita de partículas (fótons). A luz tem uma propriedade que nos referimos como a sua freqüência e, por conseqü­ência, ela também tem um comprimento de onda. Estas são propriedades de uma onda. Elas são propriedades de ondas reais, dando origem a efeitos reais como a cor. Portanto, o fóton deve ser uma onda tangível: não meramente "associado" com a uma onda virtual de probabilidade. A essência de um fóton deve, portanto, ser uma onda.

Mas as ondas viajam. E eles fazem isto por expandindo esféricamente. Elas, por­tanto, tornam-se cada vez maiores, espalhando sua essência (ou energia) cada vez mais fina. Em outras palavras, elas divergem. Se o fóton for uma partícula, como ele impede a divergência da sua onda? O que o contém dentro das dimensões microscópicas de uma partícula fundamental? O único tipo de recipiente concebível nesta situação seria algo como um contorno de equilíbrio entre campos de forças opostas. Estes campos deveriam ser de sentidos opostos e diferentes graus de não linearidade. Isto tornaria a partícula fóton uma estrutura complexa. Esta estrutura seria essencial­mente um objeto autônomo. Não teria nenhuma motivação inerente para viajar com uma alta velocidade universal constante em relação a tudo, no jeito como uma onda faz.

Anteriormente, neste redação, revisei muitos conceitos estranhos e maravilhosos usados pela ciência para tentar superar este paradoxo onda/partícula. Eu especulei que o fóton poderia ser um torque itinerante dentro do tecido do espaço-tempo. Eu conceituei-o como uma bolha galáctica de sabão, uma pele de cobra, uma micro­bulha viajante. Eu pensei que, talvéz, que a partícula fóton era guiado por uma onda piloto que determinou a sua rota antecipadamente. Eu sugeri que ele pode incluir uma onda de energia primária, mais uma onda de absorção que viajou para trás no espaço e no tempo do seu destino para encontrá-la. Eu considerava órbitas caóticas em átomos e até inventava um sistema de partículas giroscópicas que passaram pelo tecido do espaço-tempo. Eu também considerava outras idéias exóticas. Mas cada uma destas idéias apresentava graves falhas. Nenhuma delas foi realmente plausível. Nesta área, a ciência parece estar num beco sem saída.

O Que Podemos Observar

Precisamos voltar a olhar o que podemos observar. Precisamos separar isto cuidad­osamente do que deduzimos ou especulamos. Os observadores humanos são muito deficientes quando tentam observar a natureza e o comportamento da luz. Não podemos construir um mecanismo para gerar ondas de luz diretamente da man­eira que possamos com as ondas de rádio. Só podemos induzir mecanismos micro­scópicos naturais como os átomos para gerá-los para nós. Não podemos observar a luz que está sendo emitida por uma fonte. Não podemos observar a luz enquanto ela está viajando, como podemos observar ondas de água em uma lagoa. Não pod­emos saber diretamente como a luz está, pois viaja pelo espaço.

Só podemos observar o efeito secundário de sua energia ter sido absorvida por um átomo. Observamos que um átomo absorve energia de luz em quanta e que a quantidade de energia em cada um destes quanta depende da cor da luz. Em outras palavras, o tamanho de cada quantum ou pacote de energia absorvido por um átomo em qualquer evento de absorção único é proporcional à freqüência da luz que entregou a energia ao átomo.

Por configurar experimentos de tipo radar, podemos deduzir o tempo necessário para que a luz faça uma viagem de ida e volta para um espelho distante e para trás, e, portanto, calcula a sua velocidade.

O Que Podemos Deduzir

De experimentos como as fendas de Young, podemos deduzir indiretamente que, enquanto estava em trânsito de uma fonte para um observador, a luz parece ter comportado-se como uma onda. As equações de Maxwell descrevem uma onda: não uma partícula. Um átomo parece ser elevado a um estado de energia mais elevado, ou para liberar um elétron, como resultado de receber energia da luz in­cidente. Neste caso, o átomo recebe uma quantidade prescrita de energia da luz incidente. A quantidade de energia recebida é a quantidade requerida pelo átomo para atingir seu estado de energia mais alto ou para liberar um elétron. No entanto, o átomo pode receber a quantidade de energia necessária para elevá-lo ao seu estado de energia superior, ou para liberar um elétron, somente se a luz incidente for de freqüência suficientemente alta (ou é de um comprimento de onda suficient­emente curto).

Isto não significa necessariamente que a luz chegou como um pacote de energia que era da magnitude precisa necessária para elevar o átomo em seu estado de energia superior. Pode ser que o átomo simplesmente absorva a quantidade pre­cisa de energia necessária para elevar-se ao seu estado energético mais elevado. Nem isso significa necessariamente que quando um átomo cai de um estado de energia mais alto para um estado de energia inferior, ele emite uma partícula de luz. Poderia está simplesmente liberando um quantum predeterminado de energia em seu ambiente eletromagnético. Isso não precisa ser na forma de uma partícula. Poderia ser uma simples contribuição para o fluxo eletromagnético ambiente, cujo tamanho poderia ser determinado por mecanismos dentro do próprio átomo.

O Que Devemos Considerar

Sabemos que a luz parece se comportar como uma onda enquanto está em trân­sito, mas que os átomos absorvem e liberam energia eletromagnética em pacotes discretos ou quanta.

Devemos, portanto, considerar o que realmente causa a quantificação da energia, que é absorvida e liberada por um átomo. É o tecido fundamental do espaço-tempo, que faz a embalagem da luz (energia eletromagnética) em quanta (pacotes discretos) durante o trânsito? Ou esta embalagem aparente é um resultado da forma como o próprio átomo absorve e libera a energia eletromagnética? Poderia ser, que o tamanho do quantum - e, portanto, a magnitude da constante de Planck e a freqüência da radiação - é, exclusivamente, o resultado da estrutura e a mecâ­nica do átomo em si mesmo?

Devemos também considerar outra questão muito importante. Não podemos ver a passagem de um único quantum de energia eletromagnética, lançado por um átomo, desde sua origem até seu destino. Nem podemos considerar este quantum de forma isolada. Só podemos observar o efeito cumulativo secundário de um grande número de fontes e sumidouros que, coletivamente, emitem e absorvem um grande número de quanta de energia eletromagnética.

Ao invés de viajar separadamente e intactamente como uma partícula fotônica independente, cada quantum de energia eletromagnética, emitida por cada átomo, poderia ser simplesmente como um gotejamento de água adicionado a um oceano. Uma vez no oceano, um gotejamento perde a sua individualidade. Torna-se uma parte indistinguível do oceano. Um quantum de energia eletromagnética, lançado por um átomo, pode, portanto, perder sua individualidade, tornando-se simples­mente uma contribuição minúscula para o fluxo de campo eletromagnético local. Por outro lado, quando um átomo absorve um quantum de energia eletromagn­ética, poderia simplesmente tomar, a partir do fluxo eletromagnético local, a quant­idade de energia necessária para elevar-se a um estado de energia superior. Ele absorve um gotejamento do oceano eletromagnético.

Algumas Consequências Teóricas

Em uma fonte de luz, de tamanho macroscópico, uma grande quantidade de áto­mos individuais estarão contribuindo com seus quanta de energia eletromagnética para o fluxo eletromagnético geral em suas vizinhanças. Em fontes de luz coer­entes especialmente feitas, como lasers e diodos emissores de luz (LEDs), cada átomo é acionado para emitir a sua contribuição em fase com todos os outros. Para a maioria das fontes de luz, no entanto, cada átomo emite os seus quanta espon­taneamente em seus próprios tempos. O faseamento de emissão deve ser alea­tória. O padrão de fluxo eletromagnético resultante assim criado, portanto, será muito caótico e complexo. Será uma fase compósita de todas as emissões de todos os átomos que compõem a fonte de luz.

Em uma fonte de luz de alta temperatura, os átomos também estarão em movi­mento em todas as direções em frações significativas da velocidade da luz. Os quanta emitido por átomos, que se deslocam a velocidades diferentes, sofrerá des­locamentos de Doppler de montantes diferentes. Isso deve produzir o efeito de espalhar a freqüência (ou cor) da fonte em uma distribuição padrão a partir de uma cor central. Isto, é claro, é um fenômeno separado da assim chamada radi­ação do "corpo negro", cuja cor central está relacionada à temperatura.

O Que Podemos Concluir

Do meu raciocínio nesta visão alternativa da luz, concluo o seguinte. A energia eletromagnética viaja entre uma fonte e um sumidouro como uma onda. Cada evento de emissão individual libera um quantum de energia eletromagnética. Este quantum une-se (torna-se parte) do sistema dinâmico complexo de ondas, qual permeia o universo. As fontes individuais movem-se, causando assim uma espalha­mento de frequência do tipo Doppler a partir da sua frequência central caracter­ística. A energia eletromagnética distribui-se esféricamente como um sistema com­plexo dinâmico de ondas. A energia é absorvida por este fluxo de onda geral em pacotes de energia discreta. O tamanho e o espectro de cada pacote de energia são determinados pela natureza e pelo estado dinâmico atual de seu absorvedor (átomo).

Isso resolve confortavelmente o paradoxo das fendas de Young. A luz viaja como uma onda. Ela, portanto, cria o padrão de interferência de acordo com a geometria simples da interferência de ondas, conforme observado. Mas o que é implicado pela versão de intensidade ultra-baixa do experimento das fendas de Young, onde a luz parece atingir a tela um fotão de cada vez? O que estamos observando não são necessariamente partículas de luz atingindo os átomos. Não podemos ver ou det­ectar partículas de luz em voo. O que estamos observando são eventos individuais de absorção de luz. Estamos vendo eventos em que quanta de energia livre sendo capturada por átomos.

Podemos supor que, para se elevar a um estado de energia mais elevado, um átomo deve ser "atingido" por uma certa quantidade mínima de energia. Menos do que este valor limiar não elevará o átomo ao seu estado de energia mais elevado. Exatamente esta quantidade limiar elevará com precisão o átomo ao seu estado energético mais elevado. Mais do que este valor limiar elevará o átomo ao seu est­ado de energia mais alto, com alguma energia sobressalente. Esta energia poderia ser fornecida por uma onda eletromagnética. A onda deve conter pelo menos a energia limiar, dentro do espaço de captação do átomo, para elevar o átomo ao seu estado de energia superior. O átomo absorve a sua energia necessária da onda. A onda enfraquecida então continua a sua jornada com a sua amplitude dim­inuída pela quantidade de energia absorvida pelo átomo.

É necessário para a onda contenha energia suficiente. Mas isso não é tudo. Se a energia é entregue ao átomo com uma taxa insuficiente, o átomo volta ao seu estado de energia baixa mais rápido do que a energia fornecida pode elevá-lo para o seu estado de energia alta. É análogo a pisar água à taxa insuficiente para ficar à tona. A onda deve, portanto, também fornecer energia ao átomo a uma taxa mín­ima ou superior a essa. Para fazer isso, a taxa de alteração da intensidade eletro­magnética, apresentada pela onda à medida que passa o átomo, deve estar acima de um certo limiar mínimo também. Esta taxa de mudança de intensidade eletro­magnética é o que nós, e nossos instrumentos, percebemos de forma diversificada como freqüência, comprimento de onda e cor.

Há uma grande quantidade de átomos em qualquer fonte de luz de escala macro­scópica. Cada um destes átomos libera esporadicamente um quantum de energia em sua vizinhança eletromagnética. Um grande número de contribuições micro­scópicas para o fluxo eletromagnético local são feitas de forma esporádica em momentos diferentes a partir de posições diferentes. A topologia resultante do fluxo eletromagnético é conseqüentemente muito complexa. Se considerarmos apenas duas das dimensões espaciais e usar a terceira dimensão para indicar intensidade, a representação gráfica resultante do terreno eletromagnético seria muito acidentado. Compreenderia montanhas e vales gráficos de todos os tam­anhos, profundidades, declives e gradientes. E seria de textura aleatória, sem regularidade ou padrão repetitivo. Isto tudo iria correr para fora à velocidade da luz, com as montanhas tornando-se cada vez mais baixas e os vales progressiva­mente mais rasos quanto mais longe eles viajaram da fonte. À escala atômica, o fluxo eletromagnético é, portanto, muito granular. Isto significaria que a chance de um pico suficientemente grande atingindo um átomo distante seria, na escala atômica, bastante aleatória.

Além disso, para que um átomo possa capturar um quantum de energia de luz a partir de uma onda eletromagnética, este átomo pode ter que estar em um estado apropriadamente receptivo. Enquanto no seu estado de energia do nível mais baixo, um átomo pode não estar sempre em uma condição receptiva. Mesmo quando trancado em seu estado de energia mais baixo, um átomo é uma estrutura altamente dinâmica. Está em movimento mórfico constante. Talvez este movimento seja complexo - um fundamental metronômico modulado com sobretons caóticos. E talvez seja receptivo à energia eletromagnética recebida apenas em um ou mais instantes durante seu ciclo caótico. Furthermore, in order for an atom to be able to capture a quantum of light energy from an electromagnetic wave, that atom may have to be in an appropriately receptive state. In its ground level energy-state, an atom may not always be in a receptive state. Even while locked in its ground-level energy-state, an atom is a highly dynamic structure. It is in constant morphic motion. Perhaps this motion is complex - a metronomic fundamental modulated with chaotic overtones. And perhaps it is only receptive to incoming electromag­netic energy at one or more instants in its chaotic cycle.

Conseqüentemente, para que uma onda eletromagnética incidente seja capaz de empurrar um átomo para autotranca-se em um estado de energia mais alto, sugiro que existam pelo menos as seguintes condições:

1. deve haver suficiente densidade de energia eletromagnética na proximidade do átomo,

2. esta densidade de energia deve estar mudando a uma taxa sufici­entemente alta,

3. o átomo deve estar em um ponto receptivo em seu ciclo dinâmico complexo.

Na escala atômica, o fluxo eletromagnético incidente, que chega a um átomo, é aleatoriamente granular. No momento em que um pico de fluxo chega, há apenas uma certa probabilidade de que o átomo esteja receptivo a ele. O efeito combinado destes dois fatores tornará a probabilidade bastante baixo, do fluxo incidente em­purrando o átomo o suficiente para o causar trancar-se em um estado de energia mais alta.

Isto pode explicar como ondas reais podem criar flashes aleatórios na versão de baixa intensidade do experimento das fendas de Young. Duas probabilidades difer­entes estão em jogo. As ondas eletromagnéticas reais interferem entre si nas fendas de Young da maneira que ondas fazem. Mas mesmo ondas de baixa in­tensidade carregam a granularidade aleatória de suas miríade de fontes atômicas na escala do espaço de captação de um átomo.

A probabilidade, de fluxo suficiente atingindo um átomo que é receptivo no mom­ento, é aleatória na escala do espaço de captação de um átomo. Por outro lado, a probabilidade de um fluxo suficiente estar presente, na escala relativamente maior das próprias ondas de luz, é o que vemos como o padrão de interferência. É por isso que um evento de absorção ocorre principalmente em uma listra brilhante e muito menos freqüentemente em uma listra escura do padrão de interferência de Young.

O Que Nós Poderíamos Fazer

O único lugar prático onde podemos investigar diretamente as ondas eletromag­néticas é em radiofrequências. Lá, nós podemos realmente constuir um gerador artificial que faz o trabalho que o átomo faz para a luz. Todas as observações mostram que os transmissores de rádio geram ondas reais. As antenas irradiam ondas: não partículas. A teoria das partículas das ondas eletromagnéticas implica que não podemos detectar "fótons de radiofrequência" porque são tão pequenos. Em outras palavras, um "fóton de rádio" contém apenas uma minúscula fração da energia contida em um "fóton de luz". Mas isto realmente faz sentido? Qual mec­anismo existe dentro de um transmissor de rádio ou sua antena que cortaria e embalaria um sinal de rádio em partículas minúsculas? Poderia uma onda de rádio realmente ser um fluxo de partículas minúsculas guiadas por uma onda virtual de probabilidade? Podermos acreditar que esta onda de probabilidade - uma conven­iência matemática - responde realmente ao comprimento elétrico de uma antena de dipolo ou às dimensões físicas de uma cavidade de klystron? Isso não parece plausível para mim.

Parece muito mais credível para mim que uma antena dipolo, movida por um trans­missor de rádio, irradia ondas eletromagnéticas. Usamos transmissores de rádio para transmitir informações. Enviamos programas de entretenimento de rádio e televisão. Também usamos rádio para enviar mensagens, dados e informações de navegação. Para estes fins, geralmente enviamos uma onda contínua que é modul­ada de alguma forma com a informação que desejamos enviar.

Mas suponha que, para fins de pesquisa, decidimos construir um transmissor de rádio que não gerasse simplesmente uma onda contínua. Suponhamos que decid­imos construir um transmissor de rádio que se comporta como um átomo. Para este fim, ele é capaz cair de um estado meta-estável de energia alta para um estado estável de energia mais baixa. Poderiamos construí-lo para fazer isso aleat­oriamente ou quando algum tipo de mecanismo de gatilho é operado manual­mente. Quando acionado, ele emitiria um quantum de energia eletromagnética.

Podemos determinar o tamanho do quantum e o perfil da forma de onda eletro­magnética digitalmente dentro de um programa de computador. O programa de computa­dor também determinaria aleatoriamente quando o transmissor emitiria um quantum de acordo com alguma forma de ciclo caótico. Isto poderia ser feito para dirigir um transmissor de rádio para criar o quantum como um pulso modul­ado de radiação eletromagnética duma radiofreqüência apropriada.

Se usarmos uma freqüência de microondas adequada, poderemos configurar um par das "fendas de Young", de tamanho apropriado, e experimentar com padrões de interferência em grande escala. Então, deixe-nos ver se o nosso único "quan­tum" produz os mesmos "impactos" aleatórios observados dentro da assim cham­ada "um fóton por vez" experimento das fendas de Young. Claro, a tela teria que ser uma vasta bateria de antenas receptoras com receptores anexados. Estes re­ceptores devem ter um ciclo caótico que os torne receptivos somente em instantes determinados aleatórios. Isto pode ser feito por software em um computador con­ectado aos receptores.

Talvez isso poderia abrir uma maneira prática de investigar outros fenômenos micro­scópicos. Se nada mais, isto nos permitiria estabelecer pelo menos uma coisa que o fóton não é.

A Visão Etérea

Não obstante, em meus nove ensaios sobre O Universo [veja o painel lateral], eu gradualmente construí uma visão centrada no observador com base na noção de que o universo é feito de um fluido de velocidade onipresente, ao qual me refiro como éter. Eu o chamo de fluido de velocidade porque ele só pode existir enquanto viaja na velocidade da luz. Além disso, ele só se manifesta para objetos que estão acelerando. Ele não interage de forma alguma com objetos viajando em velocidade relativa constante. Ele flui convergentemente, na velocidade da luz, em buracos nanoscópicos nos centros de todos os constituintes fundamentais da matéria, incluindo todos os observadores.

NOTA: este fluxo etéreo não tem propriedades eletromagnéticas. Ele é afetado apenas por mudanças na inércia de uma massa que está imersa nele. É em virtude da massa de um elétron em aceleração [não sua carga] que ele é capaz de gravar uma inscrição inercial bipolar em um fluxo etéreo que passa. O único papel do eletromagnetismo aqui é acel­erar a massa do elétron.

Nesta visão, que é exposta completamente no meu ensaio intitulado Eventos e Ondas, uma fonte de luz simplesmente grava tensões inerciais bipolares no influxo etéreo convergente do observador. Assim, o que era visto como um "fóton" é agora simplesmente uma inscrição que um átomo [ao cair de um alto estado de energia metaestável para um estável inferior] grava no éter que passa. Este éter que passa flui continuamente radialmente para dentro em direção ao observador na velo­cidade da luz, esteja ou não carregando quaisquer inscrições inerciais.

Considere a visão clássica de um elétron ligado dentro de um átomo colapsando esfericamente de um estado metaestável alto para um estado estável mais baixo. O caminho de um elétron através do espaço é convergente. O campo magnético criado por seu colapso ao longo de qualquer raio dado da esfera eletrônica será um círculo de latitude. Integrar sobre todos os raios convergentes produzirá uma in­finidade de padrões latitudinais com polos Norte e Sul em cada ponto da superfície de uma esfera. Pode-se imaginar as "linhas de força" circulares conceituais como sendo mais como fios de lã enrolados em uma bola de tricô. Os ​​campos magnéticos desta bola de tricô, no entanto, diminuirão em intensidade com o aumento do raio. Por outro lado, um elétron itinerante em movimento — como no fio de cobre de uma antena transmissora — inscreveria um "fóton" também na forma de uma es­fera, mas cujo sentido de magnetização seria cilíndrico — anéis ao redor de uma esfera como um conjunto de linhas de latitude, com os polos Norte e Sul estando ao longo do fio.

Todo o paradoxo onda/partícula tem a ver com como uma entidade supostamente eletromagnética pode se comportar tanto como uma onda quanto como uma partíc­ula. Por um lado, ela parece se dispersar esfericamente pelo espaço, distribuindo sua energia sobre a superfície de uma esfera em expansão. Ela também pode ser difratada em experimentos como as fendas de Young, produzindo assim padrões de interferência. Apenas uma onda pode fazer isso. Por outro lado, ela pode viajar de ponto a ponto, entregando toda a sua energia de uma fonte específica para um coletor específico intacto. Apenas uma partícula pode fazer isso. Então, a nova Visão Æthereal pode fornecer um modelo conceitualmente intuitivo unificado que pode explicar esses dois comportamentos distintos? Sim, pode.

Para produzir uma entidade transportadora de energia viajante, você precisa acel­erar a massa. Isso geralmente é imaginado como mover um elétron para frente e para trás em um movimento sinusoidal repetitivo. Mas o movimento não precisa ser sinusoidal: ele simplesmente tem que envolver aceleração. Em uma antena de transmissão de rádio, elétrons livres ou itinerantes dentro de um metal como o cobre são acelerados sinusoidalmente para frente e para trás, idealmente ao longo de um dipolo de meia onda. Em um átomo, um de seus elétrons capturados acelera de alguma maneira durante sua transição [ou queda] de um estado de energia mais alto para um mais baixo. O mecanismo — simplesmente o de mover um elétron de acordo com um perfil de aceleração — é o mesmo em ambos os casos. Apenas o perfil da maneira como o elétron é acelerado pode diferir.

Assim, uma inscrição inercial é gravada no fluxo etéreo de passagem de um observador por um elétron. A massa do elétron é o estilete que grava a inscrição no fluxo etéreo de passagem, assim como uma caneta em movimento no rolo de papel de um registrador gráfico. Vamos supor que um elétron pode gravar uma inscrição inercial em apenas um fluxo etéreo de passagem de observador. Pelo menos, ap­enas um de cada vez. Qual elétron inscreve no fluxo de qual observador em qual­quer dado momento pode depender de sub-ressonâncias dinâmicas complexas sutis dentro dos estados de energia mais altos e mais baixos do elétron e dentro do próprio fluxo de passagem.

NOTA: Um elétron pode gravar simultaneamente uma inscrição inercial nos fluxos etéreos de muitos observadores. O fluxo etéreo de um ob­servador pode ser gravado por mais de um elétron ao mesmo tempo em lugares diferentes.

O resultado, no entanto, é que a inscrição inercial se move ponto a ponto do elétron inscritor para o observador — assim como uma partícula. A noção abstrata centr­ada na fonte de uma onda eletromagnética em expansão de uma antena ou de uma fonte de luz é, portanto, um efeito cumulativo de zilhões de elétrons gravando suas inscrições em zilhões de fluxos de passagem de observadores.

Mas e as fendas de Young? E a difração e a interferência? Certamente, apenas on­das podem ser responsáveis ​​por esses fenômenos. O destino final, na tela do outro lado das fendas de Young, de uma "onda" emitida por uma fonte de luz não tem caminho direto dessa fonte. Consequentemente, se um elétron dentro dessa fonte gravasse uma inscrição inercial no fluxo de passagem desse destino, essa inscrição seria absorvida, apagada ou de outra forma obliterada pelo material do painel dentro do qual as fendas de Young foram cortadas. O destino final só pode receber inscrições, gravadas em seu fluxo convergente, emanando de fontes nas duas fendas.

Imagine as duas fendas como dois observadores da fonte de luz primária. Elétrons dentro da fonte gravam inscrições nos fluxos etéreos convergentes de cada um desses dois observadores. Cada inscrição é uma curta explosão de ondas ostens­ivamente senoidais da mesma frequência que são "congeladas" no fluxo etéreo convergente de cada respectivo observador. Um átomo dentro de cada observador então absorve a energia fornecida pela inscrição em seu respectivo fluxo etéreo. Isso leva um de seus elétrons a um estado de energia mais alto.

Mais tarde, o elétron excitado em cada átomo observador cai de volta deste estado metaestável mais alto para seu estado estável de baixa energia, gravando assim uma inscrição inercial no fluxo etéreo de passagem do átomo de destino na tela. As fontes em ambas as fendas, portanto, escrevem cada uma uma inscrição no éter de passagem do átomo de destino na tela. Quando chegam ao átomo de destino, as duas inscrições percorreram diferentes comprimentos de caminho. Isso faz com que suas gravuras sinusoidais interfiram umas nas outras como ondas: em alguns ângulos reforçando, enquanto em outros ângulos cancelando — criando assim o padrão de interferência familiar.

Dizem que o experimento das fendas de Young foi feito com um único fóton por vez. Mas quando, com esse experimento, você vê flashes individuais isolados na tela, como você sabe que cada flash foi o resultado de apenas um fóton? Você não pode ver o fóton — único ou não — em voo da fonte para seu destino. Parece-me que cada flash deve ser o resultado de dois fótons interferentes — um de cada fenda.

Podemos, portanto, considerar dois fótons chegando à tela ao mesmo tempo, resp­ectivamente, de cada fenda. Para qualquer lugar, exceto o centro morto da tela, seus caminhos percorridos serão diferentes. Seus trens de ondas podem, portanto, estar em ou fora de fase — ou qualquer fase entre eles — de acordo com a dif­erença entre seus comprimentos de caminho. Portanto, eles serão capazes de disparar uma nova emissão de luz de um átomo na tela se estiverem suficiente­mente em fase para fornecer energia combinada acima do limite de disparo do átomo da tela.

O exposto acima está longe de ser uma descrição rigorosa do mecanismo pelo qual o novo Modelo Æthereal facilita a transmissão de energia de uma forma que parece ser tanto uma onda quanto uma partícula. No entanto, a formulação é cuidadosa. Os detalhes estão lá.

Epílogo

Este é o final de meus 18 ensaios sobre minha visão da natureza do universo e da luz. A partir deles, é evidente que o fundamento físico que sustenta minha visão da realidade universal e da natureza da luz é algo que chamo de éter.

Mas não é o éter luminífero estático da física clássica. Não pode existir em um estado estacionário. Ele só existe enquanto converge esfericamente, à velocidade da luz, das extremidades do cosmos para buracos de drenagem, que postulo ser o núcleo último sobre o qual cada constituinte fundamental da matéria é formado.

Admito que a natureza precisa do meu éter é difícil de controlar. Não é um fluido material em movimento. Sua essência reage com os objetos materiais de uma maneira que é um diferencial no tempo removido da maneira como um fluido material reagiria. Ele poderia ser descrito como um campo vetorial convergente ou um fluxo no sentido usado para descrever o magnetismo, exceto que é monopolar.

Mas é muito mais fundamental. Na verdade, eu diria que é a essência mais funda­mental da existência. É o que conecta os objetos individuais dentro do universo para formar um todo comunicativo. É o que transmite tudo o que sei e posso saber desde os confins do meu horizonte de eventos pessoal até a sede da minha consciência.

It manifests itself most strongly to me as the flow of time. It is not time in the sense of a period of time. If I consider a time t as measured in hours, days, years, etc. then the Æther would have to be the rate at which time flows through or across the present.

Meu campo de velocidade ou fluxo etérico postulado pode não existir realmente. Afinal, eu sempre pretendi que fosse um auxílio à percepção - uma forma de tentar entender o universo nanoscópico. Como um observador relativista, só posso per­ceber a realidade externa porque as informações sobre ela fluem continuamente em minha direção de todas as direções no meu horizonte de eventos e minha conclusão mais simples foi que, portanto, algo deve estar transmitindo-a para mim.

Mas sempre que olhamos para o nanoscópico, estamos necessariamente olhando através de várias camadas de falibilidade perceptual. Por essa razão, provavel­mente nunca saberemos o que realmente está acontecendo lá.