modelo de gravedad cuántica

Donde el tiempo y el espacio se hacen discretos

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El Universo, donde el tiempo y el espacio se hacen discretos
25/4/2016 de SISSA

Harmonic oscillator device is shown.

Oscilador armónico cuántico: un chip de silicio que pesa unos pocos microgramos y que, después de ser enfriado a temperaturas cercanas al cero absoluto, es iluminado con un láser y empieza a oscilar armónicamente. El modelo teórico propuesto por Liberati y sus colaboradores permite la posibilidad de comprobar efectos no locales en objetos cuánticos que tienen una masa no despreciable como éste. Crédito: LENS. Florencia, Italia.

 

Nuestra experiencia del espacio-tiempo es que se trata de un objeto continuo, sin saltos ni discontinuidades, tal como es descrito por la física clásica. Sin embargo, en algunos modelos de gravedad cuántica, la textura del espacio-tiempo es “granular” a escalas diminutas (por debajo de la llamada escala de Planck, 10-33 cm) como si se tratara de una red variable de sólidos y vacíos (o una espuma compleja). Uno de los grandes problemas de la física actual es comprender el paso de una descripción continua a una discreta del espacio-tiempo.

Uno de los problemas a resolver es que si el espacio-tiempo es granular más allá de una cierta escala significa que hay una “escala básica”, una unidad fundamental que no puede dividirse en nada más pequeño, una hipótesis que choca con la teoría de la relatividad espacial de Einstein. Imagine sostener una regla en una mano: según la teoría especial de la relatividad, para un observador que se desplace en línea recta a una velocidad constante (cercana a la velocidad de la luz) respecto a usted la regla le parecerá más corta. ¿Pero qué ocurre si la regla tiene la longitud de la escala fundamental? En la relatividad especial, la regla aún se vería más corta que esta unidad de medida. La relatividad especial es, por tanto, claramente incompatible con la introducción de la granularidad básica del espacio-tiempo. Sugerir la existencia de esta escala básica, afirman los físicos, significa violar la invariancia de Lorentz, el principio fundamental de la relatividad espacial.

¿Cómo reconciliarlas? Los físicos pueden aceptar violaciones de la invariancia Lorentz pero tienen que satisfacer condiciones muy estrictas (y ésta ha sido la estrategia preferida hasta ahora), o deben de encontrar un modo de evitar la violación y encontrar un escenario que sea compatible con la granularidad y la relatividad especial al mismo tiempo. Este escenario es, de hecho, descrito por algunos modelos de gravedad cuántica como la teoría de cuerdas y la teoría de conjuntos causales. Sin embargo, el problema a resolver era el de cómo comprobar experimentalmente las predicciones de estas teorías dado que son mucho menos obvias que las de modelos que violan la relatividad espacial.

Una solución a esto ha sido apuntada por Stefano Liberati, profesor de SISSA, y su colaboradores. “Nosotros respetamos la invariancia de Lorentz, pero todo tiene un precio, que en este caso es la introducción de efectos no locales”, comenta Liberati. El escenario propuesto salva la relativdad especial pero introduce la posibilidad de que la física en un cierto punto del espacio-tiempo pueda ser condicionada por lo que ocurre no solo en las cercanías de este punto sino también en regiones muy alejadas de él. El modelo está formulado de forma que es posible la comprobación experimental, y las medidas permitirán identificar la frontera, o zona de transición, donde el espacio-tiempo se convierte en granular y la física en no local.

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Actualizado ( Lunes, 25 de Abril de 2016 10:58 )   http://observatori.uv.es/index.php?option=com_content&view=article&id=7407%3Ael-universo-donde-el-tiempo-y-el-espacio-se-hacen-discretos&catid=52%3Anoticosmos&Itemid=74&lang=es
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