A comparação de mapas que representam as geometrias do universo e de redes complexas (como o cérebro ou a internet) demonstra que, em grande escala, as dinâmicas e estruturas são similares. [imagem: CAIDA/SDSC]

“Cada cérebro é um universo”; “a internet é um universo”. Comparações como essas são relativamente comuns — e podem estar mais próximas da realidade do que se imagina. É o que revela um estudo recém-publicado no Scientific Reports, que demonstra as similaridades existentes entre as leis que regem cérebros, redes de computadores e o próprio Cosmos.

Através de complexas simulações em supercomputadores do San Diego Supercomputer Center (SDSC) e diversos cálculos, a equipe da Cooperative Association for Internet Data Analysis (CAIDA) acaba de provar que rede causal que representa estruturas de larga escala no espaço e no tempo de nosso universo forma um gráfico. E esse gráfico é notavelmente parecido com o de outras redes complexas, como as formadas por neurônios, pessoas ou computadores.

Mas espere aí — o que o espaço-tempo quadridimensional tem a ver com o crescimento da web? A resposta está na causalidade, que é a base de ambos os sistemas complexos. Mas será que a escala não faria nenhuma diferença? A internet, por exemplo, é uma rede complexa, mas finita. O mesmo vale para o cérebro humano ou populações de sociedades, que são formados por números finitos de unidades individuais — neurônios nos cérebros e pessoas em sociedades. Até onde se sabe, o universo é (ou tende a ser) infinito.

Discrepância absurda e um hack engenhoso

De fato, a discrepância da escala é absurdamente enorme. Mesmo que o universo seja finito, os melhores “chutes” dos cientistas indicam que ele não tem menos de 10^250 [ou 1 seguido de 250 zeros] “átomos” (ou “pixels”) de espaço-tempo. Para efeito de comparação, o número de moléculas em todos os oceanos do mundo é estimado em 4,4.10^46 [ou 4,4 seguido de “apenas” 46 zeros].

Mesmo assim, Dmitri Krioukov et al. conseguiram “resumir” essa imensa rede cosmológica sem interferir em suas propriedades básicas. Entre outras coisas, o paper prova matematicamente que essas propriedades não dependem do tamanho da rede em determinados parâmetros, como a curvatura e a idade do nosso universo.

Depois de “zipar” o universo(!), a equipe da CAIDA botou o Trestles — um dos supercomputadores do SDSC — pra trabalhar, rodando simulações da crescente rede causal do universo. Mesmo nessa supermáquina, o resultado iria demandar três a quatro anos de computações. Daí, Robert Sinkovits, um dos coautores, otimizou a aplicação e, com um hack, fez o Trestles terminar a simulação em pouco mais de 24 horas. A pressa não parece ter afetado o trabalho. Segundo Sinkovits, “os resultados ajustaram-se perfeitamente às previsões teóricas dos pesquisadores.”

O diretor do SDSC, Michael Norman, declarou que o estudo é “um exemplo perfeito de pesquisa interdisciplinar, que combina matemática, física e ciência da computação de maneiras completamente inesperadas.”

Estamos na Matrix?

Apesar das semelhanças, é cedo para fazer extrapolações. “De maneira alguma afirmamos que o universo é um cérebro ou computador global”, disse Dmitri Krioukov. “Mas a equivalência descoberta entre o crescimento do univero e redes complexas sugere fortemente que leis inesperadamente similares governam a dinâmica desses sistemas tão distintos.”

Krioukov ainda declarou que a semelhança observada pode ser apenas uma coincidência. “Claro que poderia ser” — diz ele — “mas a probabilidade de tal coincidência é extremamente baixa. Coincidências na física são extremamente raras e quase nunca acontecem. Sempre há uma explicação, ainda que possa não ser imediatamente óbvia.”

A possibilidade de prever ou mesmo controlar a dinâmica de redes complexas continua a ser o principal enigma da network science, a ciência das redes. As semelhanças dinâmicas e estruturais entre as diferentes redes estudadas sugere que algumas leis universais estejam em ação. Quais são e como se originaram essas leis universais são questões que continuam sem resposta.

Por fim, como se trata de um experimento único, seus resultados são apenas preliminares. Novas pesquisas podem mostrar se tudo o que foi descoberto não passa de apenas uma coincidência incrivelmente fortuita ou se a descoberta é realmente revolucionária. No entanto, basta um momento de reflexão lógica para concluir pelo acerto dos resultados: sistemas complexos dentro de um universo devem ser similares a esse universo. Se assim não fosse, talvez os sistemas complexos não pudessem existir.

Referência

Dmitri Krioukov, Maksim Kitsak, Robert S. Sinkovits, David Rideout, David Meyer & Marián Boguñá. “Network Cosmology” Scientific Reports 2:793 doi:10.1038/srep00793. Disponível On-line <http://www.nature.com/srep/2012/121113/srep00793/full/srep00793.html> ou em PDF: <http://www.nature.com/srep/2012/121113/srep00793/pdf/srep00793.pdf>

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