La gravedad podría ser producida por extraños «Flashes Cuánticos»

La gravedad podría ser producida por extraños «Flashes Cuánticos»

Desde mediados del siglo XX, dos teorías de la física han ofrecido modelos poderosos pero incompatibles del universo físico.

La relatividad general reúne espacio y tiempo en el espacio-tiempo (entonces) portmanteau, cuya curvatura es la gravedad. Funciona muy bien en grandes escalas, como el espacio interplanetario o interestelar.

Pero el zoom en lo subatómico, y las cosas se ponen raras. El mero hecho de observar las interacciones cambia el comportamiento de lo que es (presumiblemente) totalmente independiente de la observación. En esas situaciones, necesitamos la teoría cuántica para ayudarnos a darle sentido a todo esto.

Aunque los científicos han hecho algunos intentos notables para reunir estas teorías separadas, es decir, la teoría de cuerdas, la matemática detrás de las teorías sigue siendo incompatible.

Sin embargo, una nueva investigación de Antoine Tilloy del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Garching, Alemania, sugiere que la gravedad podría ser un atributo de las fluctuaciones aleatorias en el nivel cuántico, que suplantaría la gravedad como la teoría más fundamental y nos pondría en el camino a una teoría unificada del universo físico.

En la teoría cuántica, el estado de una partícula se describe por su función de onda. Esta función permite a los teóricos predecir la probabilidad de que una partícula esté en este o aquel lugar.

Sin embargo, antes de que el acto de verificación se realice a través de la medición, nadie sabe con certeza dónde estará la partícula, o si existe. En términos científicos, el acto de observación «colapsa» la función de onda.

Aquí está el problema con la mecánica cuántica: no define lo que es una medición. ¿Quién – o qué – es un observador? ¿Un humano consciente?

Aferrando todas las explicaciones a los fenómenos observados, estamos atrapados con paradojas como el gato de Schrödinger, que nos invita a considerar las posibilidades de un gato dentro de una caja, hasta donde sabemos, simultáneamente vivo y muerto en la caja, y permanecerá como tal hasta que levantemos la tapa.

Un intento de resolver la paradoja es el modelo Ghirardi-Rimini-Weber (GRW) de finales de los ochenta. Incorpora «flashes» aleatorios que pueden hacer que las funciones de onda en sistemas cuánticos se colapsen espontáneamente.

Esto pretende dejar el resultado inestable al interferir con la observación humana.

Tilloy se entrometió con este modelo para extender la teoría cuántica para abarcar la gravedad. Cuando un destello colapsa una función de onda, y la partícula alcanza su posición final, un campo gravitatorio surge en ese momento preciso en el espacio-tiempo.

En una escala lo suficientemente grande, los sistemas cuánticos tienen muchas partículas pasando por innumerables destellos.

Según la teoría de Tilloy, esto crea un campo gravitacional fluctuante, y el campo gravitacional producido por el promedio de estas fluctuaciones es compatible con la teoría de Newton de la gravedad.

Si la gravedad viene de los procesos cuánticos, pero se comporta de manera clásica (o newtoniana), lo que tenemos es una teoría «semiclásica».

Sin embargo, Klaus Hornberger de la Universidad de Duisberg-Essen en Alemania advierte al mundo científico que otros problemas deben ser abordados antes de que la solución semiclásica de Tilloy pueda justificar la consideración seria como una teoría unificadora de las fuerzas fundamentales subyacentes a todas las leyes físicas modernas.

Se ajusta a la teoría de la gravedad de Newton, pero Tilloy todavía tiene que calcular las matemáticas para demostrar que la teoría cuántica también describe la gravedad bajo la teoría de Einstein de la relatividad general.

Con el mayor poder explicativo, la física es una de las disciplinas científicas más excitantes. Pero la clave de las teorías unificadas en la física es la paciencia.

Como con el gato de Schrödinger, la voluntad de saber por sí sola no puede llenar las lagunas de lo que simplemente aún no sabemos.

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