Los investigadores han descubierto un puente potencial entre la relatividad general y la mecánica cuántica, dos teorías físicas preeminentes, que podrían llevar a los físicos a repensar la naturaleza misma del espacio y el tiempo.
La teoría de la relatividad general de Albert Einstein describe la gravedad como una propiedad geométrica del espacio y el tiempo. Cuanto más masivo es un objeto, mayor es su distorsión del espacio-tiempo y esta distorsión se siente como gravedad.
En la década de 1970, los físicos Stephen Hawking y Jacob Beckenstein observaron la relación entre el área de superficie de los agujeros negros y su estructura cuántica microscópica, que determina su entropía. Esto significó la primera comprensión de que existe una conexión entre la relatividad general y la mecánica cuántica, informa vnauke.in.ua
Menos de tres décadas después, el físico teórico Juan Maldacena observó otra conexión entre la gravedad y el mundo cuántico. Esta relación ha llevado a la creación de un modelo que sugiere que el espacio-tiempo se puede crear o destruir variando la cantidad de entrelazamiento entre las diferentes áreas de la superficie de un objeto.
norte
En otras palabras, esto significa que el propio espacio-tiempo, al menos tal como se define en los modelos, es un producto del entrelazamiento entre objetos.
Para explorar más a fondo esta línea de pensamiento, Chungjun Cao y Sean Carroll del Instituto de Tecnología de California (CalTech) decidieron ver si realmente podían derivar las propiedades dinámicas de la gravedad (como se conoce de la relatividad general) utilizando la estructura en la que el espacio-tiempo emerge de la cuántica. entrelazamiento. Su investigación se publicó recientemente en arXiv.
Usando un concepto matemático abstracto llamado espacio de Hilbert, Cao y Carroll pudieron encontrar similitudes entre las ecuaciones que gobiernan el entrelazamiento cuántico y las ecuaciones de la relatividad general de Einstein. Esto confirma la idea de que el espacio-tiempo y la gravedad surgen del entrelazamiento.
“Uno de los más obvios es probar si las simetrías de la relatividad se restauran en esta estructura, en particular la idea de que las leyes de la física son independientes de la rapidez con que te mueves por el espacio”, dijo Carroll.
Video promocional:
La teoria de todo
Hoy en día, casi todo lo que sabemos sobre los aspectos físicos de nuestro universo se puede explicar mediante la relatividad general o la mecánica cuántica. El primero hace un gran trabajo al explicar la actividad a escalas muy grandes, como planetas o galaxias, mientras que el segundo nos ayuda a comprender escalas muy pequeñas, como átomos y partículas subatómicas.
Sin embargo, las dos teorías parecen incompatibles entre sí. Esto llevó a los físicos a buscar una elusiva "teoría del todo", una estructura única que lo explicaría todo, incluida la naturaleza del espacio y el tiempo.
Dado que la gravedad y el espacio-tiempo son una parte importante de "todo", Carroll dijo que cree que la investigación que él y Cao han realizado puede ayudar a encontrar una teoría que reconcilie la relatividad general y la mecánica cuántica.
“Nuestra investigación aún no habla de otras fuerzas de la naturaleza, por lo que todavía estamos bastante lejos de 'crear una teoría del todo'”, dijo.
Sin embargo, si pudiéramos encontrar tal teoría, podría ayudarnos a responder algunas de las preguntas más importantes que enfrentan los científicos hoy en día. Finalmente podemos comprender la verdadera naturaleza de la materia oscura, la energía oscura, los agujeros negros y otros misteriosos objetos espaciales.
Los investigadores ya se están infiltrando en la capacidad del mundo cuántico para mejorar radicalmente nuestros sistemas informáticos, y una teoría del todo podría acelerar el proceso al revelar nuevas perspectivas en un mundo todavía en gran parte confuso.
