NUEVA TEORÍA DE GRAVEDAD CUANTICA

PETR HORAVA

From the December 2009 Scientific American Magazine | 20 comments

Separando Espacio del Tiempo – Nueva Teoría cuántica derriba el Espacio-Tiempo de Einstein

Comentarios en torno a la teoría de la gravedad cuántica que envía el espacio y el tiempo de vuelta a sus raíces de Newtonianas.


¿Estuvo en lo correcto Newton y Einstein equivocado? Parece que desabrochando el tejido del espacio-tiempo y remontándose a las nociones del tiempo del siglo 19 podría dar lugar a una teoría de la gravedad cuántica.

Los físicos han tenido dificultades para casar la mecánica cuántica con la gravedad durante décadas. En cambio, las otras fuerzas de la naturaleza han caído obedientemente la en la línea. Por ejemplo, la fuerza electromagnética se puede describir cuánticamente por el movimiento de los fotones. Trate y trabaje la fuerza gravitacional entre dos objetos en términos de un gravitón cuántico, sin embargo, y rápidamente tendrá problemas, – la respuesta a cada cálculo es infinito. Pero ahora Petr Horava, un físico de la Universidad de California, Berkeley, cree que entiende el problema. Es todo, dice, una cuestión de tiempo.

Más concretamente, el problema es la forma en que el tiempo está atado con el espacio en la teoría de la relatividad de Einstein: la relatividad general. Einstein famosamente revocó la noción newtoniana que el tiempo es absoluto- a modo de un constante tic tac de fondo. En su lugar, argumentó que el tiempo es otra dimensión, entrelazado con el espacio para formar un tejido maleable que es distorsionado por la materia. El problema es que en la mecánica cuántica, el tiempo conserva su alejamiento Newtoniano, proporcionando un nivel contra el cual la materia baila, pero nunca se ve afectado por su presencia. Estas dos concepciones de tiempo no se adaptan.

La solución, Horava dice, es cortar los hilos que unen al espacio con el tiempo a energías muy altas, como las que se encuentran en el universo primitivo, donde las normas de la gravedad cuántica gobiernan. “Voy a volver a la idea de Newton de que el tiempo y el espacio no son equivalentes,” Horava dice. A bajas energías, la relatividad general emerge de este marco básico, y el tejido espacio-tiempo se establece, explica.

Horava compara esta emergencia con la forma en que algunas sustancias exóticas cambian de fase. Por ejemplo, a bajas temperaturas las propiedades de helio líquido cambian radicalmente, convirtiéndose en un “superfluido“, que puede superar la fricción. De hecho, ha co-optado por la matemática de las transiciones de fase exóticas para construir su teoría de la gravedad. Hasta ahora, parece estar funcionando: los infinitos que afectan a las otras teorías de la gravedad cuántica han sido domesticados, y la teoría espeta un gravitón de buen comportamiento. También parece coincidir con las simulaciones por ordenador de la gravedad cuántica.

La teoría de Horava ha estado generando una gran conmoción desde que la propuso en Enero, y los físicos se reunieron para discutir en una reunión en Noviembre en el Instituto Perimeter de Física Teórica en Waterloo, Ontario. En particular, los físicos han estado comprobando si el modelo describe correctamente el universo que vemos hoy. La relatividad general se anotó un golpe de gracia cuando Einstein predijo que el movimiento de Mercurio con mayor precisión que la teoría de la gravedad de Newton.

¿Puede la gravedad de Hořřava reclamar el mismo éxito? Las primeras respuestas tentativas vienen en decir “sí.” Francisco Lobo, ahora en la Universidad de Lisboa, y sus colegas han encontrado una buena adaptación con el movimiento de los planetas

Otros han hecho afirmaciones aún más audaces de la gravedad Horava, especialmente cuando se trata de explicar enigmas cósmicos como la singularidad del Big Bang, donde las leyes de la física colapsan. Si la gravedad Horava es cierta, afirma Robert Brandenberger cosmólogo de la Universidad McGill en un artículo publicado en el mes de Agosto en Physical Review D, entonces el universo no hizo bang – rebotó. “Un universo lleno de materia que se contrae hasta un tamaño pequeño pero finito y rebota de nuevo, lo que nos da la expansión del cosmos que vemos hoy”, dice. Los cálculos de Brandenberger demuestran que las ondulaciones producidas por el rebote coinciden con las ya detectados por los satélites que miden el fondo cósmico de microondas, y ahora está en busca de firmas que permitirían distinguir el rebote de la hipótesis del Big Bang.

La gravedad Horava también puede crear la “ilusión de la materia oscura“, dice Shinji Mukohyama cosmólogo de la Universidad de Tokio. En Septiembre en Physical Review D, explica que en determinadas circunstancias el gravitón Horava fluctúa, ya que interactúa con la materia normal, lo que hace que la gravedad sea un poco más fuerte de lo previsto en la relatividad general. El efecto podría hacer que las galaxias parezcan contener más materia de la que puede ser vista. Si eso no fuera suficiente, cosmólogo Mu-In Pak de Chonbuk National University en Corea del Sur considera que la gravedad Horava también puede estar detrás de la expansión acelerada del universo, que actualmente se atribuye a una energía oscura misteriosa. Una de las principales explicaciones de su origen es que el espacio vacío contiene algo de energía intrínseca que empuja el universo exterior. Esta energía intrínseca no puede ser explicada por la relatividad general, pero aparece naturalmente de las ecuaciones de la gravedad Horava, según el Park.

La teoría Horava, sin embargo, está lejos de ser perfecta. Diego Blas, un investigador de la gravedad cuántica en el Instituto Federal Suizo de Tecnología (EPFL) de Lausana ha encontrado una “enfermedad oculta” en la teoría, en cuanto a los cálculos de doble control para el sistema solar. La mayoría de los físicos examina el caso ideal, suponiendo, por ejemplo, que la Tierra y el sol son esferas, Blas explica: “Hemos estudiado el caso más realista, donde el sol es casi una esfera, pero no del todo.” La relatividad general da casi las mismas respuestas en ambos escenarios. Pero en la gravedad Horava, para el caso real da un resultado ampliamente diferente.

Junto con Sergei M. Sibiryakov, también en el EPFL, y Oriol Pujolas del CERN cerca de Ginebra, Blas ha reformulado la gravedad Horava para ponerla de nuevo en línea con la relatividad general. Sibiryakov presentó el modelo del grupo en Septiembre en una reunión en Talloires, Francia.

Horava acoge con satisfacción las modificaciones. “Cuando yo propuse esto, yo no la hice valer como la teoría final“, dice. “Quiero que otras personas puedan examinarla y mejorarla.”

Gia Dvali, un experto en la gravedad cuántica en el CERN, sigue siendo prudente. Hace unos pocos años, trató un truco similar, separando además el espacio y el tiempo en un intento de explicar la energía oscura. Pero abandonó su modelo porque permitió que la información debe comunicarse más rápido que la velocidad de la luz.

Mi intuición es que cualquiera de tales modelos tienen efectos secundarios no deseados“, Dvali piensa. “Pero si ellos encuentran una versión que no es así, la teoría debe ser tomada muy en serio“.

Nota: Este artículo fue originalmente impreso con el título “Separando el Tiempo del Espacio” (“Splitting Time from Space”).

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November 24, 2009 | 4 comments

Separando el Tiempo del Espacio – La Evidencia

La gravedad Horava podría explicar las dimensiones espaciales que se pierden en una simulación por ordenador .

By Zeeya Merali

El artículo principal ” Separando Espacio del Tiempo – Nueva Teoría cuántica derriba el Espacio-Tiempo de Einstein”, describe el entusiasmo reciente sobre la teoría cuántica de la gravedad propuesta por el físico Petr Horava de la Universidad de California, Berkeley.

Comprobar las teorías de la gravedad cuántica en el laboratorio no es posible, pero las simulaciones por ordenador pueden ofrecer la mejor cosa posible – y parece que están prestando apoyo a la gravedad Horava.

Jan Ambjørn del Instituto Niels Bohr en la Universidad de Copenhague y sus colegas han estado utilizando las simulaciones por ordenador de la gravedad cuántica modelo basado en espacio-tiempos construidos a partir de “motas” auto-organizadas que aparecen naturalmente

Hasta ahora, han logrado crear un espacio-tiempo estable de cuatro dimensiones, cuando se ve a grandes distancias. Pero cuando se enfocó a pequeñas distancias, se encontró un resultado extraño: su universo parece caer en dos dimensiones. ¿Así que dónde están las dimensiones faltantes?.

Horava considera que esta disminución de la dimensión marca el punto en el que la relatividad general emerge en su teoría de la gravedad. En su modelo, las cadenas que fuerzan al tiempo y espacio a estirarse al unísono se retiran a altas energías y distancias cortas. En un artículo publicado en Physical Review Letters en abril, explica que dentro de este régimen, el espacio se ensancha a sólo un tercio de la rapidez que lo hace el tiempo. “Las tres dimensiones espaciales de manera efectiva simula sólo una dimensión relativista normal”, dice, haciendo que parezca que las dos dimensiones se han desvanecido.

TEXTO TRADUCIDO DE SCIENTIFIC AMERICAN, COPYRGHT.

LOS LINK SON DE LA TRADUCCIÓN ASÍ COMO LAS FIGURAS.

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Una respuesta a “NUEVA TEORÍA DE GRAVEDAD CUANTICA

  1. Aprovechando que hablan ustedes sobre el espaciotiempo y sobre la gravedad quiero invitarles a visitar los siguiente enlaces:

    http://vixra.org/abs/0910.0038

    http://vixra.org/abs/0909.0022

    http://vixra.org/pdf/0910.0033v1.pdf

    Espero que sean de su agrado.

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