Casa flores Teoría cuántica de la estructura del universo. Universo cuántico autoorganizado. Una nueva dimensión en el espacio

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Teoría cuántica de la estructura del universo. Universo cuántico autoorganizado. Una nueva dimensión en el espacio

En este libro, los científicos autorizados Brian Cox y Jeff Forshaw presentan a los lectores la mecánica cuántica, el modelo fundamental del mundo. Cuentan qué observaciones llevaron a los físicos a la teoría cuántica, cómo se desarrolló y por qué los científicos, a pesar de toda su extrañeza, confían tanto en ella. El libro está destinado a todos los interesados en la física cuántica y la estructura del Universo.

Se avecina algo extraño.
Cuántico. Esta palabra simultáneamente apela a los sentidos, confunde y fascina. Dependiendo del punto de vista de uno, esto es evidencia de los grandes avances de la ciencia o un símbolo de las limitaciones de la intuición humana, que se ve obligada a luchar con la inevitable extrañeza del reino subatómico. Para un físico, la mecánica cuántica es uno de los tres grandes pilares sobre los que descansa la comprensión de la naturaleza (los otros dos son las teorías general y especial de la relatividad de Einstein). Las teorías de Einstein tratan sobre la naturaleza del espacio y el tiempo y la fuerza de la gravedad. La mecánica cuántica se ocupa de todo lo demás, y se puede decir que, sin importar cuán emocionalmente atractiva, confusa o fascinante, es solo una teoría física que describe cómo se comporta realmente la naturaleza. Pero incluso si se mide con este criterio tan pragmático, es sorprendente en su precisión y poder explicativo. Hay un experimento del campo de la electrodinámica cuántica, la más antigua y mejor comprendida de las teorías cuánticas modernas. Mide cómo se comporta un electrón cerca de un imán. Los físicos teóricos trabajaron arduamente durante años con lápiz y papel, y luego con computadoras, para predecir exactamente lo que revelarían tales estudios. Los practicantes inventaron y organizaron experimentos para descubrir más detalles de la naturaleza. Ambos campos, independientemente el uno del otro, dieron resultados con una precisión similar a medir la distancia entre Manchester y Nueva York con un error de unos pocos centímetros. Es de destacar que las cifras obtenidas por los experimentadores correspondían completamente a los resultados de los cálculos de los teóricos; las mediciones y los cálculos estaban en completo acuerdo.
Esto no solo es impresionante sino sorprendente, y si la construcción de modelos fuera la única preocupación de la teoría cuántica, podría preguntarse cuál es el problema. La ciencia, por supuesto, no tiene por qué ser útil, pero muchos de los cambios tecnológicos y sociales que han revolucionado nuestras vidas provienen de investigaciones fundamentales realizadas por científicos modernos, quienes se guían únicamente por el deseo de comprender mejor el mundo que los rodea. . Gracias a estos descubrimientos impulsados por la curiosidad en todas las ramas de la ciencia, tenemos vidas más largas, viajes aéreos internacionales, libertad de la necesidad de cultivar para nuestra propia supervivencia y una imagen amplia, inspiradora y reveladora de nuestro lugar en un mundo sin fin. mar de estrellas. Pero todo esto son, en cierto sentido, subproductos. Exploramos por curiosidad, no porque queramos obtener una mejor comprensión de la realidad o desarrollar mejores baratijas.

Contenido
Algo extraño viene
En dos lugares al mismo tiempo
¿Qué es una partícula?
Todo lo que puede pasar realmente pasa
El movimiento como ilusión
musica de atomos
El universo en la cabeza de un alfiler (y por qué no caemos a través del suelo)
Interdependencia
Mundo moderno
Interacción
El espacio vacío no es tan vacío Epílogo: La muerte de las estrellas
Para leer más.

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Dependiendo del punto de vista de cada uno, la teoría cuántica es un testimonio de los grandes avances de la ciencia o un símbolo de las limitaciones de la intuición humana, que se ve obligada a lidiar con la extrañeza del reino subatómico. Para un físico, la mecánica cuántica es uno de los tres grandes pilares en los que se basa la comprensión de la naturaleza (junto con las teorías de la relatividad general y especial de Einstein). Para aquellos que siempre han querido entender al menos algo en el modelo fundamental del mundo, los científicos Brian Cox y Jeff Forshaw lo explican en su libro “The Quantum Universe”, que fue publicado por FOMIN. T & P publica un breve pasaje sobre la esencia del cuanto y los orígenes de la teoría.

Las teorías de Einstein tratan sobre la naturaleza del espacio y el tiempo y la fuerza de la gravedad. La mecánica cuántica se encarga de todo lo demás, y se puede decir que no importa cuán emocionalmente atractivo, confuso o fascinante sea, es solo una teoría física que describe cómo se comporta realmente la naturaleza. Pero incluso si se mide con este criterio tan pragmático, es sorprendente en su precisión y poder explicativo. Hay un experimento del campo de la electrodinámica cuántica, la más antigua y mejor comprendida de las teorías cuánticas modernas. Mide cómo se comporta un electrón cerca de un imán. Los físicos teóricos trabajaron arduamente durante años con lápiz y papel, y luego con computadoras, para predecir exactamente lo que revelarían tales estudios. Los practicantes inventaron y organizaron experimentos para descubrir más detalles de la naturaleza. Ambos campos, independientemente el uno del otro, dieron resultados con una precisión similar a medir la distancia entre Manchester y Nueva York con un error de unos pocos centímetros. Es de destacar que las cifras obtenidas por los experimentadores correspondían completamente a los resultados de los cálculos de los teóricos; las mediciones y los cálculos estaban en completo acuerdo.

La teoría cuántica es quizás el mejor ejemplo de cómo lo infinitamente difícil de entender para la mayoría de las personas se vuelve extremadamente útil. Es difícil de entender porque describe un mundo en el que una partícula puede estar en varios lugares al mismo tiempo y moverse de un lugar a otro, explorando así todo el Universo. Es útil porque comprender el comportamiento de los bloques de construcción más pequeños del universo fortalece la comprensión de todo lo demás. Pone un límite a nuestra arrogancia, porque el mundo es mucho más complejo y diverso de lo que parecía. A pesar de toda esta complejidad, descubrimos que todo está formado por muchas partículas diminutas que se mueven de acuerdo con las leyes de la teoría cuántica. Estas leyes son tan simples que se pueden escribir en el reverso de un sobre. Y el hecho de que no se requiera una biblioteca entera para explicar la naturaleza profunda de las cosas es en sí mismo uno de los mayores misterios del mundo.

Imagina el mundo que nos rodea. Supongamos que sostiene un libro hecho de papel, pulpa de madera molida. Los árboles son máquinas capaces de tomar átomos y moléculas, descomponerlos y reorganizarlos en colonias de miles de millones de piezas individuales. Lo hacen gracias a una molécula conocida como clorofila, que se compone de más de cien átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno que se curvan de una manera especial y se unen a algunos átomos más de magnesio e hidrógeno. Tal combinación de partículas es capaz de capturar la luz que ha volado 150 000 000 km desde nuestra estrella -una cámara nuclear con un volumen de un millón de planetas como la Tierra- y transportar esta energía al interior de las células, donde crea nuevas moléculas a partir del dióxido de carbono. y el agua y libera dando nuestra vida es oxigeno.

Son estas cadenas moleculares las que forman la superestructura que mantiene unidos a los árboles, el papel de este libro y toda la vida. Puedes leer un libro y entender las palabras porque tienes ojos y pueden convertir la luz dispersada de las páginas en impulsos eléctricos que pueden ser interpretados por el cerebro, la estructura más compleja del universo que conocemos. Hemos encontrado que todas las cosas en el mundo no son más que una colección de átomos, y la variedad más amplia de átomos consta de solo tres partículas: electrones, protones y neutrones. También sabemos que los propios protones y neutrones están formados por entidades más pequeñas llamadas quarks, y son el final de todo, al menos eso es lo que pensamos ahora. Todo esto se basa en la teoría cuántica.

Así, la física moderna dibuja una imagen del Universo en el que vivimos con una sencillez excepcional; fenómenos elegantes ocurren en algún lugar donde no se pueden ver, dando lugar a la diversidad del macrocosmos. Quizás este sea el logro más notable de la ciencia moderna: la reducción de la increíble complejidad del mundo, incluidos los propios humanos, a una descripción del comportamiento de un puñado de diminutas partículas subatómicas y cuatro fuerzas que actúan entre ellas. La teoría cuántica proporciona las mejores descripciones de tres de estas cuatro fuerzas: las fuerzas nucleares fuertes y débiles que existen dentro del núcleo atómico y la fuerza electromagnética que mantiene unidos a los átomos y las moléculas. Solo la fuerza de la gravedad, la fuerza más débil, pero quizás la más familiar de todas, no tiene actualmente una descripción cuántica satisfactoria.

Vale la pena admitir que la teoría cuántica tiene una reputación un tanto extraña, y su nombre cubre muchas tonterías reales. Los gatos pueden estar vivos y muertos al mismo tiempo; las partículas están en dos lugares al mismo tiempo; Heisenberg afirma que todo es incierto. Todo esto es cierto, pero las conclusiones que a menudo se derivan de esto (una vez que sucede algo extraño en el microcosmos, nos envuelve una bruma de niebla) son definitivamente erróneas. Percepción extrasensorial, curaciones místicas, pulseras vibratorias que protegen contra la radiación, y quién sabe qué más se cuela regularmente en el panteón de lo posible bajo la apariencia de la palabra "cuántica". Esta tontería es causada por la incapacidad de pensar con claridad, el autoengaño, un malentendido genuino o fingido, o alguna combinación particularmente desafortunada de todo lo anterior. La teoría cuántica describe con precisión el mundo con leyes matemáticas tan específicas como las utilizadas por Newton o Galileo. Por eso podemos calcular el campo magnético de un electrón con una precisión increíble. La teoría cuántica ofrece una descripción de la naturaleza que, como veremos, tiene un tremendo poder predictivo y explicativo y se extiende a todo, desde chips de silicio hasta estrellas.

Como suele suceder, el surgimiento de la teoría cuántica provocó el descubrimiento de fenómenos naturales que no podían ser descritos por los paradigmas científicos de la época. Para la teoría cuántica, hubo muchos descubrimientos de este tipo, además, de naturaleza diversa. Una serie de resultados inexplicables generó entusiasmo y confusión, y finalmente desencadenó un período de innovación experimental y teórica que realmente merece el término popular "edad de oro". Los nombres de los personajes principales están arraigados para siempre en la mente de cualquier estudiante de física y se mencionan con más frecuencia que otros en los cursos universitarios hasta el día de hoy: Rutherford, Bohr, Planck, Einstein, Pauli, Heisenberg, Schrödinger, Dirac. Quizás nunca más habrá un período en la historia en el que tantos nombres se asocien con la grandeza de la ciencia mientras se avanza hacia un solo objetivo: la creación de una nueva teoría de los átomos y las fuerzas que gobiernan el mundo físico. En 1924, repasando las décadas previas de la teoría cuántica, Ernest Rutherford, el físico nacido en Nueva Zelanda que descubrió el núcleo atómico, escribió: “1896... marcó el comienzo de lo que se ha llamado muy acertadamente la edad heroica de la ciencia física. Nunca antes en la historia de la física ha habido un período de actividad tan febril, durante el cual algunos descubrimientos fundamentalmente significativos fueron reemplazados por otros a una velocidad vertiginosa.

Solo hasta el 30 de junio, los lectores de T&P tienen descuento en las versiones impresa y electrónica del libro. Los descuentos se activan al hacer clic en los enlaces.

El término "cuántico" apareció en la física en 1900 gracias al trabajo de Max Planck. Trató de describir teóricamente la radiación emitida por cuerpos calientes, la llamada "radiación de un cuerpo completamente negro". Por cierto, el científico fue contratado para este fin por una empresa dedicada a la iluminación eléctrica: así es como a veces se abren las puertas del universo por las razones más prosaicas. Planck descubrió que las propiedades de la radiación del cuerpo negro solo pueden explicarse suponiendo que la luz se emite en pequeñas porciones de energía, a las que llamó cuantos. La palabra en sí significa "paquetes" o "discretos". Inicialmente, pensó que era solo un truco matemático, pero el trabajo de 1905 de Albert Einstein sobre el efecto fotoeléctrico apoyó la hipótesis cuántica. Los resultados fueron convincentes porque pequeñas cantidades de energía podrían ser sinónimo de partículas.

La idea de que la luz está formada por un chorro de pequeñas balas tiene una larga e ilustre historia, que se remonta a Isaac Newton y al nacimiento de la física moderna. Sin embargo, en 1864, el físico escocés James Clark Maxwell pareció disipar por fin todas las dudas existentes en una serie de trabajos que Albert Einstein calificaría más tarde como “los más profundos y fructíferos que ha conocido la física desde Newton”. Maxwell demostró que la luz es una onda electromagnética que se propaga en el espacio, por lo que la idea de la luz como onda tenía un origen irreprochable y aparentemente innegable. Sin embargo, en una serie de experimentos que Arthur Compton y sus colegas realizaron en la Universidad de Washington en St. Louis, lograron separar los cuantos de luz de los electrones. Ambos se comportaron más como bolas de billar, lo que claramente confirmó que los supuestos teóricos de Planck tenían una base sólida en el mundo real. En 1926 los cuantos de luz se denominaron fotones. La evidencia era irrefutable: la luz se comporta tanto como onda como partícula. Esto significó el final de la física clásica y el final del período formativo de la teoría cuántica.

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Editores científicos Vyacheslav Maracha y Mikhail Pavlov

Publicado con permiso de Apollo's Children Ltd y Jeff Forshow y Diane Banks Associates Ltd.

El bufete de abogados Vegas Lex brinda apoyo legal a la editorial.

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1. Algo extraño se avecina

Cuántico. Esta palabra simultáneamente apela a los sentidos, confunde y fascina. Dependiendo del punto de vista de uno, esto es evidencia de los grandes avances de la ciencia o un símbolo de las limitaciones de la intuición humana, que se ve obligada a luchar con la inevitable extrañeza del reino subatómico. Para un físico, la mecánica cuántica es uno de los tres grandes pilares sobre los que descansa la comprensión de la naturaleza (los otros dos son las teorías general y especial de la relatividad de Einstein). Las teorías de Einstein tratan sobre la naturaleza del espacio y el tiempo y la fuerza de la gravedad. La mecánica cuántica se ocupa de todo lo demás, y se puede decir que, sin importar cuán emocionalmente atractiva, confusa o fascinante, es solo una teoría física que describe cómo se comporta realmente la naturaleza. Pero incluso si se mide con este criterio tan pragmático, es sorprendente en su precisión y poder explicativo. Hay un experimento del campo de la electrodinámica cuántica, la más antigua y mejor comprendida de las teorías cuánticas modernas. Mide cómo se comporta un electrón cerca de un imán. Los físicos teóricos trabajaron arduamente durante años con lápiz y papel, y luego con computadoras, para predecir exactamente lo que revelarían tales estudios. Los practicantes inventaron y organizaron experimentos para descubrir más detalles de la naturaleza. Ambos campos, independientemente el uno del otro, dieron resultados con una precisión similar a medir la distancia entre Manchester y Nueva York con un error de unos pocos centímetros. Es de destacar que las cifras obtenidas por los experimentadores correspondían completamente a los resultados de los cálculos de los teóricos; las mediciones y los cálculos estaban en completo acuerdo.

Esto no solo es impresionante sino sorprendente, y si la construcción de modelos fuera la única preocupación de la teoría cuántica, podría preguntarse cuál es el problema. La ciencia no tiene que ser útil, por supuesto, pero muchos de los cambios tecnológicos y sociales que han revolucionado nuestras vidas provienen de la investigación fundamental realizada por científicos modernos que solo están motivados por el deseo de comprender mejor el mundo que los rodea. Gracias a estos descubrimientos impulsados por la curiosidad en todas las ramas de la ciencia, tenemos vidas más largas, viajes aéreos internacionales, libertad de la necesidad de cultivar para nuestra propia supervivencia y una imagen amplia, inspiradora y reveladora de nuestro lugar en un mundo sin fin. mar de estrellas. Pero todo esto son, en cierto sentido, subproductos. Exploramos por curiosidad, no porque queramos obtener una mejor comprensión de la realidad o desarrollar mejores baratijas.

La teoría cuántica es quizás el mejor ejemplo de cómo lo que es infinitamente difícil de entender para la mayoría de las personas se vuelve extremadamente útil. Es difícil de entender porque describe un mundo en el que una partícula puede estar en varios lugares al mismo tiempo y moverse de un lugar a otro, explorando así todo el Universo. Es útil porque comprender el comportamiento de los bloques de construcción más pequeños del universo fortalece la comprensión de todo lo demás. Pone un límite a nuestra arrogancia, porque el mundo es mucho más complejo y diverso de lo que parecía. A pesar de toda esta complejidad, descubrimos que todo está formado por muchas partículas diminutas que se mueven de acuerdo con las leyes de la teoría cuántica. Estas leyes son tan simples que se pueden escribir en el reverso de un sobre. Y el hecho de que no se requiera una biblioteca entera para explicar la naturaleza profunda de las cosas es en sí mismo uno de los mayores misterios del mundo.

Entonces, cuanto más aprendemos sobre la naturaleza elemental del universo, más simple nos parece. Gradualmente, llegaremos a comprender todas las leyes y cómo estos pequeños bloques de construcción interactúan para formar el mundo. Pero tan fascinados como estamos por la simplicidad que subyace en el universo, debemos recordar que aunque las reglas básicas del juego son simples, sus consecuencias no siempre son fáciles de calcular. Nuestra experiencia diaria de conocer el mundo está determinada por las relaciones de muchos miles de millones de átomos, y sería simplemente estúpido tratar de deducir los principios del comportamiento de las personas, los animales y las plantas a partir de los matices del comportamiento de estos átomos. Habiendo reconocido esto, no disminuimos su importancia: detrás de todos los fenómenos, al final, se esconde la física cuántica de partículas microscópicas.

Imagina el mundo que nos rodea. Estás sosteniendo un libro hecho de papel, pulpa de madera molida. Los árboles son máquinas capaces de tomar átomos y moléculas, descomponerlos y reorganizarlos en colonias de miles de millones de piezas individuales. Lo hacen gracias a una molécula conocida como clorofila, que se compone de más de cien átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno que se curvan de una manera especial y se unen a algunos átomos más de magnesio e hidrógeno. Tal combinación de partículas es capaz de capturar la luz que ha volado 150 000 000 km desde nuestra estrella -una cámara nuclear con un volumen de un millón de planetas como la Tierra- y transportar esta energía a las profundidades de las células, donde crea nuevas moléculas a partir de dióxido de carbono y el agua y libera un dando nuestra vida es oxígeno.

Son estas cadenas moleculares las que forman la superestructura que mantiene unidos a los árboles, el papel de este libro y toda la vida. Puedes leer un libro y entender las palabras porque tienes ojos que pueden convertir la luz dispersa de las páginas en impulsos eléctricos que pueden ser interpretados por el cerebro, la estructura más compleja del universo que conocemos. Hemos descubierto que todas las cosas en el mundo no son más que una colección de átomos, y la variedad más amplia de átomos consta de solo tres partículas: electrones, protones y neutrones. También sabemos que los propios protones y neutrones están formados por entidades más pequeñas llamadas quarks, y ahí es donde termina todo, al menos eso es lo que pensamos ahora. Todo esto se basa en la teoría cuántica.

Así, la física moderna dibuja una imagen del Universo en el que vivimos con una sencillez excepcional; fenómenos elegantes ocurren en algún lugar donde no se pueden ver, dando lugar a la diversidad del macrocosmos. Quizás este sea el logro más notable de la ciencia moderna: reducir la increíble complejidad del mundo, incluidos los propios humanos, a una descripción del comportamiento de un puñado de diminutas partículas subatómicas y cuatro fuerzas que actúan entre ellas. Las mejores descripciones de tres de estas cuatro fuerzas (las fuerzas nucleares fuerte y débil que existen dentro del núcleo atómico y la fuerza electromagnética que mantiene unidos a los átomos y las moléculas) las proporciona la teoría cuántica. Solo la fuerza de la gravedad, la fuerza más débil, pero quizás la más familiar de todas, no tiene actualmente una descripción cuántica satisfactoria.

Brian CoxJeff Forshaw

universo cuántico. ¿Cómo es que no podemos ver

Editores científicos Vyacheslav Maracha y Mikhail Pavlov

Publicado con permiso de Apollo's Children Ltd y Jeff Forshow y Diane Banks Associates Ltd.

El bufete de abogados Vegas Lex brinda apoyo legal a la editorial.

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1. Algo extraño se avecina

Son estas cadenas moleculares las que forman la superestructura que mantiene unidos a los árboles, el papel de este libro y toda la vida. Puedes leer un libro y entender las palabras porque tienes ojos que pueden convertir la luz dispersa de las páginas en impulsos eléctricos que pueden ser interpretados por el cerebro, la estructura más compleja del universo que conocemos. Hemos descubierto que todas las cosas en el mundo no son más que una colección de átomos, y la variedad más amplia de átomos consta de solo tres partículas: electrones, protones y neutrones. También sabemos que los propios protones y neutrones están formados por entidades más pequeñas llamadas quarks, y ahí es donde termina todo, al menos eso es lo que pensamos ahora. Todo esto se basa en la teoría cuántica.

Así, la física moderna dibuja una imagen del Universo en el que vivimos con una sencillez excepcional; fenómenos elegantes ocurren en algún lugar donde no se pueden ver, dando lugar a la diversidad del macrocosmos. Quizás este sea el logro más notable de la ciencia moderna: reducir la increíble complejidad del mundo, incluidos los propios humanos, a una descripción del comportamiento de un puñado de diminutas partículas subatómicas y cuatro fuerzas que actúan entre ellas. Las mejores descripciones de tres de estas cuatro fuerzas (las fuerzas nucleares fuerte y débil que existen dentro del núcleo atómico y la fuerza electromagnética que mantiene unidos a los átomos y las moléculas) las proporciona la teoría cuántica. Solo la fuerza de la gravedad, la fuerza más débil, pero quizás la más familiar de todas, no tiene actualmente una descripción cuántica satisfactoria.

Vale la pena admitir que la teoría cuántica tiene una reputación un tanto extraña, y su nombre cubre muchas tonterías reales. Los gatos pueden estar vivos y muertos al mismo tiempo; las partículas están en dos lugares al mismo tiempo; Heisenberg afirma que todo es incierto. Todo esto es cierto, pero las conclusiones que a menudo se derivan de esto, ya que algo extraño sucede en el microcosmos, entonces estamos envueltos en una neblina de niebla, son definitivamente erróneas. Percepción extrasensorial, curaciones místicas, pulseras vibratorias que protegen contra la radiación, y quién sabe qué más se cuela regularmente en el panteón de lo posible bajo la apariencia de la palabra "cuántica". Esta tontería es causada por la incapacidad de pensar con claridad, el autoengaño, un malentendido genuino o fingido, o alguna combinación particularmente desafortunada de todo lo anterior. La teoría cuántica describe con precisión el mundo con leyes matemáticas tan específicas como las utilizadas por Newton o Galileo. Por eso podemos calcular el campo magnético de un electrón con una precisión increíble. La teoría cuántica ofrece una descripción de la naturaleza que, como veremos, tiene un tremendo poder predictivo y explicativo y se extiende a todo, desde chips de silicio hasta estrellas.

El propósito de este libro es desmitificar la teoría cuántica, una construcción teórica que ha confundido a demasiados, incluso a los pioneros de la industria. Tenemos la intención de utilizar una perspectiva moderna, utilizando las lecciones aprendidas durante siglos de retrospectiva y desarrollo teórico. Sin embargo, al comienzo del viaje, avanzaremos rápidamente hasta principios del siglo XX y exploraremos algunos de los problemas que obligaron a los físicos a desviarse radicalmente de lo que antes se consideraba la corriente principal de la ciencia.

Un nuevo enfoque del problema de la gravedad cuántica, sobre el que los científicos han estado luchando durante muchas décadas, vuelve a lo básico y muestra cómo los "ladrillos" a partir de los cuales se construyen el espacio y el tiempo "se suman" entre sí.

¿Cómo se originaron el espacio y el tiempo? ¿Cómo crearon el suave vacío 4D que sirve como telón de fondo de nuestro mundo físico? ¿Cómo se ven en una inspección más cercana? Preguntas como estas surgen en la vanguardia de la ciencia moderna e impulsan la exploración de la gravedad cuántica, la unión aún inconclusa de la teoría general de la relatividad de Einstein con la teoría cuántica. La teoría de la relatividad describe cómo el espacio y el tiempo a escala macroscópica pueden tomar innumerables formas, creando lo que llamamos la fuerza de la gravedad o gravedad. La teoría cuántica describe las leyes de la física a escala atómica y subatómica, ignorando por completo los efectos de la gravedad. La teoría de la gravedad cuántica debe describir en leyes cuánticas la naturaleza del espacio-tiempo en las escalas más pequeñas -los espacios entre las partículas elementales más pequeñas conocidas- y, quizás, explicarlo a través de algunos componentes fundamentales.

El principal candidato para este papel a menudo se llama teoría de supercuerdas, pero aún no ha respondido ninguna de las preguntas candentes. Además, siguiendo su propia lógica interna, descubrió capas aún más profundas de nuevos componentes exóticos y relaciones entre ellos, lo que llevó a una asombrosa variedad de posibles resultados.

DISPOSICIONES PRINCIPALES

Es bien sabido que la teoría cuántica y la teoría general de la relatividad de Einstein no encajan entre sí. Los físicos llevan mucho tiempo intentando vincularlos en una única teoría de la gravedad cuántica, pero no han tenido mucho éxito.

El nuevo enfoque propuesto no introduce disposiciones exóticas, pero abre una nueva forma de aplicar leyes conocidas a elementos individuales del espacio-tiempo. Estos elementos se ponen de acuerdo como moléculas en un cristal.

Nuestro enfoque muestra cómo el espacio-tiempo de cuatro dimensiones que conocemos puede surgir dinámicamente de componentes más fundamentales. Además, sugiere cómo este espacio-tiempo en una escala microscópica pasa gradualmente de una continuidad suave a una extraña fractalidad.

En los últimos años, nuestro trabajo se ha convertido en una alternativa prometedora al trillado camino de la física teórica. Siguiendo la receta más simple: tome algunos componentes fundamentales, móntelos de acuerdo con los principios cuánticos bien conocidos (sin exóticos), mezcle bien y déjelo reposar: obtendrá el espacio-tiempo cuántico. El proceso es lo suficientemente simple como para ser simulado en una computadora portátil.

En otras palabras, si, considerando el espacio-tiempo vacío (vacío) como una especie de sustancia inmaterial, compuesta por un gran número de elementos microscópicos sin estructura, les permitimos interactuar entre sí de acuerdo con las reglas simples de la teoría de la gravedad y la teoría cuántica, entonces estos elementos se organizarán espontáneamente en un solo todo que en muchos aspectos se verá igual que el universo observable. El proceso es similar a cómo las moléculas se organizan en un sólido cristalino o amorfo.

Con este enfoque, el espacio-tiempo puede parecerse más a un asado mixto regular que a un elaborado pastel de bodas. Además, a diferencia de otros enfoques de la gravedad cuántica, el nuestro es muy estable. Cuando cambiamos los detalles de nuestro modelo, el resultado apenas cambia. Esta resiliencia da motivos para esperar que estemos en el camino correcto. Si el resultado fuera sensible a dónde colocamos cada pieza de nuestro vasto conjunto, terminaríamos con una enorme cantidad de formas barrocas igualmente probables, lo que eliminaría la posibilidad de explicar por qué el universo resultó ser como es.

Mecanismos similares de autoensamblaje y autoorganización operan en la física, la biología y otros campos de la ciencia. Un hermoso ejemplo es el comportamiento de grandes bandadas de pájaros, como los estorninos. Las aves individuales interactúan solo con un pequeño número de vecinos; no hay líder que les explique qué hacer. Sin embargo, la manada se forma y se mueve como un todo, poseyendo propiedades colectivas o derivadas que no aparecen en el comportamiento de los individuos individuales.

Una breve historia de la gravedad cuántica

Los intentos anteriores de explicar la estructura cuántica del espacio-tiempo como formado en el proceso de emergencia espontánea no tuvieron un éxito notable. Provenían de la gravedad cuántica euclidiana. El programa de investigación se inició a fines de la década de 1970. y se hizo popular gracias al best-seller Breve historia del tiempo del físico Stephen Hawking. Este programa se basa en el principio de superposición, que es fundamental para la mecánica cuántica. Cualquier objeto, clásico o cuántico, se encuentra en algún estado, caracterizado, por ejemplo, por su posición y velocidad. Pero si el estado de un objeto clásico puede describirse mediante un conjunto de números que le son propios, entonces el estado de un objeto cuántico es mucho más rico: es la suma de todos los estados clásicos posibles.

TEORÍAS DE LA GRAVITACIÓN CUÁNTICA

TEORIA DE LAS CUERDAS
Apoyada por la mayoría de los físicos teóricos, esta teoría se refiere no solo a la gravedad cuántica, sino a todo tipo de materia y fuerzas. Se basa en la noción de que todas las partículas (incluidas las hipotéticas que transportan la gravedad) son cuerdas oscilantes.

BUCLE DE GRAVEDAD CUÁNTICA
La principal alternativa a la teoría de cuerdas. Implica un nuevo método de aplicar las reglas de la mecánica cuántica a la teoría general de la relatividad de Einstein. El espacio se divide en "átomos" discretos de volumen.

GRAVEDAD CUÁNTICA EUCLIDANA
Un enfoque hecho famoso por el físico Stephen Hawking se basa en la suposición de que el espacio-tiempo emerge de un promedio cuántico común de todas las formas posibles. En esta teoría, el tiempo se considera igual a las dimensiones espaciales.

TRIANGULACIÓN DINÁMICA CAUSAL
Este enfoque, que es el tema de este artículo, es una versión moderna del enfoque euclidiano. Se basa en la aproximación del espacio-tiempo mediante un mosaico de triángulos con la distinción inicial entre espacio y tiempo. A pequeña escala, el espacio-tiempo adquiere una estructura fractal

Por ejemplo, una bola de billar clásica se mueve a lo largo de una determinada trayectoria, y su posición y velocidad se pueden determinar con precisión en cualquier momento. En el caso de un electrón mucho más pequeño, las cosas son diferentes. Su movimiento obedece a leyes cuánticas, según las cuales un electrón puede existir simultáneamente en muchos lugares y tener muchas velocidades. En ausencia de influencias externas del punto A al punto B, el electrón no se mueve en línea recta, sino a lo largo de todos los caminos posibles simultáneamente. Una imagen cualitativa de todas las formas posibles de su movimiento, reunidas, se convierte en una "receta" matemática rigurosa para la superposición cuántica, formulada por el premio Nobel Richard Feynman, y proporciona un promedio ponderado de todas las posibilidades individuales.

Usando la receta propuesta, se puede calcular la probabilidad de encontrar un electrón en cualquier rango particular de posiciones y velocidades lejos del camino directo a lo largo del cual tendría que moverse de acuerdo con las leyes de la mecánica clásica. Una propiedad distintiva del comportamiento mecánico cuántico de una partícula son las desviaciones de una única trayectoria clara, la llamada. fluctuaciones cuánticas. Cuanto menor sea el tamaño del sistema físico considerado, mayor será el papel de las fluctuaciones cuánticas.

En la gravedad cuántica euclidiana, el principio de superposición se aplica a todo el universo como un todo. En este caso, la superposición no consiste en diferentes trayectorias de la partícula, sino en los posibles caminos de la evolución del universo en el tiempo, en particular, las formas del espacio-tiempo. Para reducir el problema a una solución, los físicos generalmente consideran solo la forma y el tamaño generales del espacio-tiempo, y no todas las distorsiones imaginables del mismo (ver: Jonathan J. Halliwell. Quantum Cosmology and the Creation of the Universe // Scientific American, diciembre de 1991 ).

En las décadas de 1980 y 1990 La investigación en el campo de la gravedad cuántica euclidiana ha recorrido un largo camino, asociado con el desarrollo de poderosas herramientas de simulación por computadora. Los modelos utilizados representaban las geometrías del espacio-tiempo curvo utilizando "ladrillos" elementales que, por conveniencia, se consideraban triangulares. Las mallas triangulares pueden aproximarse efectivamente a las superficies curvas, razón por la cual se usan a menudo en la animación por computadora. En el caso del modelado del espacio-tiempo, estos "bloques de construcción" elementales son generalizaciones de triángulos en relación con el espacio de cuatro dimensiones y se denominan 4-simples. Así como pegar triángulos con sus bordes crea superficies 2D curvas, pegar las "caras" de simples 4D (que son tetraedros 3D) crea un modelo de espacio-tiempo 4D.

Los "ladrillos" en sí mismos no tienen un significado físico directo. Si el espacio-tiempo pudiera verse bajo un microscopio superpoderoso, no se verían triángulos. Son solo aproximaciones. La única información que tiene sentido físico está contenida en su comportamiento colectivo en la noción de que cada uno de ellos se ha reducido a tamaño cero. En este límite, la geometría de los "ladrillos" (ya sean triangulares, cúbicos, pentagonales o cualquier mezcla de estas formas) no importa.

La insensibilidad a una variedad de detalles a pequeña escala a menudo se denomina versatilidad. Un fenómeno bien conocido en la física estadística, que estudia el movimiento de las moléculas en gases y líquidos: las moléculas se comportan casi de la misma manera, sea cual sea su composición. La universalidad está asociada con las propiedades de los sistemas que consisten en una gran cantidad de elementos individuales y se manifiesta en una escala mucho mayor que la escala de un solo componente. Una declaración similar para una bandada de pájaros es que la coloración, el tamaño, la envergadura y la edad de las aves individuales no tienen nada que ver con el comportamiento de la bandada como un todo. A escala macroscópica, aparecen muy pocos detalles microscópicos.

morir de vergüenza

Con la ayuda de modelos informáticos, los investigadores de la gravedad cuántica comenzaron a estudiar los efectos de la superposición de las formas del espacio-tiempo, que no se pueden estudiar con los métodos de la relatividad clásica, en particular, fuertemente curvadas a distancias muy pequeñas. Este llamado régimen no perturbador es de gran interés para los físicos, pero es casi imposible de analizar sin el uso de computadoras.

DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DEL ESPACIO

MOSAICO DE TRIANGULOS
Para determinar cómo se forma el espacio, los físicos primero necesitan una forma de describir su forma. Lo describen en términos de triángulos y sus contrapartes de alta dimensión, cuyo mosaico permite aproximar formas curvas. La curvatura en un punto particular está determinada por el ángulo total restado por los triángulos que rodean ese punto. En el caso de una superficie plana, este ángulo es exactamente de 360°, pero en el caso de superficies curvas, puede ser menor o mayor.

Desafortunadamente, las simulaciones han demostrado que la gravedad cuántica euclidiana no tiene en cuenta componentes importantes del comportamiento. Todas las superposiciones no perturbadoras en el universo de cuatro dimensiones resultaron ser inestables en principio. Las fluctuaciones cuánticas de curvatura a pequeña escala que caracterizan a los diversos universos superpuestos que contribuyen al promedio no se cancelan sino que se refuerzan mutuamente, haciendo que todo el espacio se encoja en una pequeña bola con un número infinito de dimensiones. En tal espacio, la distancia entre dos puntos cualesquiera siempre es muy pequeña, incluso si su volumen es enorme. En algunos casos, el espacio se va al otro extremo, volviéndose extremadamente delgado y extenso, como un polímero con muchas ramificaciones. Ninguna de estas posibilidades es similar a nuestro universo real.

Antes de volver una vez más a las suposiciones que llevaron a los físicos a un callejón sin salida, consideremos una rareza del resultado. Los "ladrillos" son tetradimensionales, pero juntos forman un espacio con un número infinito de dimensiones (un universo que se encoge) o un espacio bidimensional (un universo polimérico). Una vez que la suposición de grandes fluctuaciones cuánticas en el vacío dejó salir al genio de la botella, fue posible cambiar los conceptos más fundamentales, como la dimensión. Quizás la teoría clásica de la gravedad, en la que siempre se supone cierto el número de dimensiones, no podría haber previsto tal resultado.

Una consecuencia puede ser algo decepcionante para los fanáticos de la ciencia ficción. Los escritores de ciencia ficción a menudo usan el concepto de túneles de espacio-tiempo, como si permitieran que áreas que están muy separadas se acerquen entre sí. Cautivan con la prometedora posibilidad de viajar en el tiempo y la transmisión de señales a velocidades superiores a la de la luz. A pesar de que nunca se ha observado nada como esto, los físicos admiten que tales túneles pueden rehabilitarse en el marco de la teoría de la gravedad cuántica aún no creada. A la luz del resultado negativo de las simulaciones por computadora de la gravedad cuántica euclidiana, la posibilidad de la existencia de tales túneles parece extremadamente improbable. Los túneles del espacio-tiempo tienen tantas variaciones que deben dominar la superposición, haciéndola inestable, para que el universo cuántico nunca pueda crecer más allá de una pequeña pero altamente interconectada totalidad.

APLICACIÓN DE REGLAS CUÁNTICAS AL ESPACIO-TIEMPO

PROMEDIO
El espacio-tiempo puede tomar muchas formas diferentes. De acuerdo con la teoría cuántica, la forma que es más probable que veamos es una superposición, o un promedio ponderado de todas las formas posibles. Al componer formas a partir de triángulos, los teóricos asignan un peso a cada uno de ellos, dependiendo de la forma particular en que se conectan estos triángulos al construir una forma dada. Los autores encontraron que para que el promedio resultante sea consistente con el Universo real observado, los triángulos deben obedecer ciertas reglas, en particular, contener "flechas" incorporadas que indican la dirección del tiempo.

¿Cuál podría ser la raíz del problema? Buscando lagunas y "cabos sueltos" en el enfoque euclidiano, se nos ocurrió una idea clave, un componente que es absolutamente necesario para la posibilidad de preparar nuestro asado mixto: el código del universo debe incluir el principio de causalidad, es decir. la estructura del vacío debe proporcionar la posibilidad de una distinción inequívoca entre causa y efecto. La causalidad es una parte integral de las teorías clásicas de la relatividad particular y general.

La causalidad no está incluida en la gravedad cuántica euclidiana. La definición de "euclidiano" significa que el espacio y el tiempo se consideran equivalentes. Los universos incluidos en la superposición euclidiana tienen cuatro dimensiones espaciales en lugar de una temporal y tres espaciales. Dado que los universos euclidianos no tienen un concepto separado del tiempo, no tienen una estructura que permita ordenar los eventos en un cierto orden. Los habitantes de tales universos no pueden tener los conceptos de "causa" y "efecto". Hawking y otros científicos euclidianos han dicho que "el tiempo es imaginario" tanto en el sentido matemático como en el coloquial. Esperaban que la causalidad surgiera como una propiedad macroscópica de fluctuaciones cuánticas microscópicas que individualmente no tenían signos de una estructura causal. Sin embargo, la simulación por computadora acabó con sus esperanzas.

UNA DIMENSIÓN COMPLETAMENTE NUEVA EN EL ESPACIO

En la vida ordinaria, la dimensión del espacio es el número mínimo de dimensiones requeridas para determinar la posición de un punto, como longitud, latitud y altura. Esta definición se basa en la suposición de que el espacio es continuo y está sujeto a las leyes de la física clásica. ¿Y si el espacio se comporta no tan simplemente? ¿Y si su forma está determinada por procesos cuánticos que no se manifiestan en la vida ordinaria? En tales casos, los físicos y matemáticos deben desarrollar una noción más sofisticada de dimensión. El número de dimensiones puede no ser necesariamente un número entero, como en el caso de los fractales, estructuras que tienen la misma apariencia en todas las escalas.

DEFINICIONES DIMENSIONALES GENERALIZADAS

Dimensión de Hausdorff
La definición formulada a principios del siglo XX. El matemático alemán Felix Hausdorff, parte de la dependencia del volumen V de la región de su tamaño lineal r. En el espacio tridimensional ordinario, V es proporcional a $r^3$. El exponente en esta relación es el número de medidas. El "volumen" se puede considerar como otros indicadores del tamaño total, como el área. En el caso de la junta de Sierpinski, V es proporcional a $r^(1.5850)$. Esta circunstancia refleja el hecho de que esta figura no ocupa toda el área

Dimensión espectral
Esta definición caracteriza la propagación de un objeto o fenómeno en el medio ambiente a lo largo del tiempo, ya sea una gota de tinta en un recipiente con agua o una enfermedad en una población. Cada molécula de agua o individuo en una población tiene un cierto número de vecinos más cercanos, lo que determina la tasa de difusión de la tinta o la propagación de enfermedades. En un entorno 3D, el tamaño de una nube de tinta crece en proporción al tiempo a la potencia de 3/2. En la almohadilla de Sierpiński, la tinta debe filtrarse a través de la forma sinuosa, por lo que se propaga más lentamente, proporcional al tiempo elevado a 0,6826, que corresponde a una dimensión espectral de 1,3652.

Aplicación de definiciones
En el caso general, diferentes formas de calcular la dimensión dan diferentes números de dimensiones, ya que parten de diferentes características de la geometría. Para algunas formas geométricas, el número de dimensiones no es constante. En particular, la difusión puede ser una función más compleja que el tiempo en un grado constante.
Al modelar la gravedad cuántica, el énfasis está en la dimensión espectral. Se introduce una pequeña cantidad de alguna sustancia en un bloque elemental del modelo cuántico de espacio-tiempo. A partir de este ladrillo, se propaga aleatoriamente. El número total de ladrillos espacio-temporales que alcanza esta sustancia en un determinado periodo de tiempo determina la dimensión espectral

En lugar de descuidar la causalidad cuando vinculamos universos separados con la expectativa de que surgiría de la sabiduría colectiva de la superposición, elegimos incluir la causalidad en una etapa mucho más temprana. Llamamos a nuestro método triangulación dinámica. Hemos asignado a cada símplex una flecha del tiempo que apunta del pasado al futuro. Luego introdujimos la regla del “pegado” causal: dos simples deben pegarse de tal manera que sus flechas estén alineadas. El concepto de tiempo en los simples a pegar debe ser el mismo: el tiempo debe fluir a una velocidad constante en la dirección de estas flechas, sin detenerse ni retroceder nunca. En el transcurso del tiempo, el espacio debe conservar su forma general, no dividirse en partes separadas y no crear túneles de espacio-tiempo.

Habiendo formulado esta estrategia en 1998, mostramos en modelos extremadamente simplificados que las reglas para pegar simples conducen a una forma macroscópica diferente de la gravedad cuántica euclidiana. Esto fue alentador, pero no significó que las reglas de pegado aceptadas fueran suficientes para asegurar la estabilidad de todo el universo de cuatro dimensiones. Así que contuvimos la respiración cuando, en 2004, nuestra computadora estaba casi lista para darnos los primeros cálculos de la superposición causal de simples de cuatro dimensiones. ¿Se comportará este espacio-tiempo a grandes distancias como un objeto tetradimensional extendido y no como una bola arrugada o un polímero?

Imagine nuestro deleite cuando el número de dimensiones del universo calculado resultó ser 4 (más precisamente, 4,02 ± 0,1). Esta fue la primera vez que se dedujo de los fundamentales el número de dimensiones igual al observado. Hoy en día, introducir el concepto de causalidad en el modelo de gravedad cuántica es la única forma conocida de lidiar con las inestabilidades de la superposición de geometrías espacio-temporales.

Espacio-tiempo en general

Esta simulación fue la primera de una serie en curso de experimentos computacionales en los que intentamos deducir las propiedades físicas y geométricas del espacio-tiempo cuántico a través de simulaciones por computadora. Nuestro siguiente paso fue estudiar la forma del espacio-tiempo a grandes distancias y comprobar su correspondencia con el mundo real, es decir, predicciones de la teoría general de la relatividad. En el caso de los modelos no perturbativos de la gravedad cuántica, que no contienen una suposición a priori sobre la forma del espacio-tiempo, dicha prueba es muy difícil, tanto que en la mayoría de los enfoques de la gravedad cuántica, incluida la teoría de cuerdas, excepto en casos especiales , el éxito alcanzado es insuficiente para llevarlo a cabo.

PROFUNDIZANDO EN EL ESPACIO-TIEMPO

Según los cálculos de los autores, la dimensión espectral del espacio-tiempo disminuye de cuatro (en el límite de una gran escala) a dos (en el límite de una pequeña escala), y el espacio-tiempo continuo se rompe, convirtiéndose en un fractal ramificado. Los físicos aún no pueden entender si esta conclusión significa que, al final, el espacio-tiempo consiste en "átomos" localizados, o si está construido a partir de estructuras microscópicas que están vagamente relacionadas con el concepto habitual de geometría.

Al final resultó que, para que nuestro modelo funcione, es necesario desde el principio introducir la llamada constante cosmológica: una sustancia invisible e inmaterial contenida en el espacio, incluso en ausencia de cualquier otra forma de materia y energía. Esta necesidad es una buena noticia, ya que los cosmólogos han encontrado confirmación experimental de la existencia de esta constante. Además, la forma obtenida del espacio-tiempo correspondía a la geometría de De Sitter, es decir resolver las ecuaciones de Einstein para un universo que no contiene nada más que la constante cosmológica. Es verdaderamente notable que el montaje de un conjunto de "ladrillos" microscópicos de forma casi aleatoria -sin ningún supuesto de simetría o estructura geométrica preferente- condujo a un espacio-tiempo que tiene, a gran escala, la forma altamente simétrica de el universo de Sitter.

El surgimiento dinámico de un universo de cuatro dimensiones de forma geométrica casi regular a partir de los principios básicos se ha convertido en un logro central de nuestro modelado. La cuestión de si este destacado resultado puede entenderse en el marco de las ideas sobre la interacción de algunos "átomos" aún no establecidos del espacio-tiempo es el objetivo de nuestra investigación en curso. Dado que hemos visto que nuestro modelo de gravedad cuántica ha superado una serie de pruebas clásicas, es hora de pasar a experimentos de otro tipo: revelar la estructura cuántica distintiva del espacio-tiempo que la teoría clásica de Einstein no pudo revelar. En uno de estos experimentos, modelamos el proceso de difusión: introducimos un análogo adecuado de una gota de tinta en una superposición de universos y observamos cómo se propaga y se ve perturbado por las fluctuaciones cuánticas. Encontrar el tamaño de la nube de tinta a lo largo del tiempo nos permitió determinar el número de dimensiones en el espacio (ver barra lateral).

El resultado fue sorprendente: el número de medidas depende de la escala. En otras palabras, si la difusión continuó por un corto tiempo, entonces el número de dimensiones del espacio-tiempo resultó ser diferente que cuando el proceso de difusión duró mucho tiempo. Incluso aquellos de nosotros que nos especializamos en la gravedad cuántica difícilmente podríamos imaginar cómo el número de dimensiones del espacio-tiempo podría cambiar continuamente dependiendo de la resolución de nuestro "microscopio". Obviamente, el espacio-tiempo de los objetos pequeños es muy diferente al de los grandes. Para los objetos pequeños, el universo es como una estructura fractal: un tipo de espacio inusual en el que el concepto de tamaño simplemente no existe. Es autosimilar, es decir se ve igual en todas las escalas. Esto significa que no hay objetos de tamaño característico que puedan servir como algo así como una barra de escala.

¿Qué tan pequeño es "pequeño"? Hasta un tamaño de alrededor de $ 10 ^ (-34) $ m, el universo cuántico en su conjunto está bien descrito por la geometría clásica de cuatro dimensiones de De Sitter, aunque el papel de las fluctuaciones cuánticas aumenta con la distancia decreciente. El hecho de que la aproximación clásica siga siendo válida hasta distancias tan pequeñas es sorprendente. Se derivan consecuencias muy importantes tanto para las etapas más tempranas de la historia del universo como para su futuro muy lejano. En estos dos límites, el universo está prácticamente vacío. Al principio, las fluctuaciones cuánticas eran tan grandes que la materia apenas era detectable. Ella era una pequeña balsa en un océano ondulante. Miles de millones de años después de nosotros, debido a la rápida expansión del Universo, la materia estará tan enrarecida que jugará un papel muy pequeño o incluso no jugará ningún papel. Nuestro enfoque nos permite explicar la forma del espacio en ambos casos límite.

¿QUÉ ES LA CAUSA?

La causalidad es el principio de que los hechos ocurren en una determinada secuencia en el tiempo, y no en desorden, lo que permite distinguir entre causa y efecto. En el enfoque de la gravedad cuántica adoptado por los autores, la diferencia entre causa y efecto aparece como una propiedad fundamental de la naturaleza, y no como una propiedad derivada.

En escalas aún más pequeñas, las fluctuaciones cuánticas del espacio-tiempo aumentan tanto que las intuiciones clásicas sobre la geometría pierden por completo su significado. El número de dimensiones se reduce de las clásicas cuatro a aproximadamente dos. Sin embargo, por lo que sabemos, el espacio-tiempo permanece continuo y no contiene ningún túnel. No es tan exótico como la hirviente espuma del espacio-tiempo que han visto el físico John Wheeler y muchos otros. La geometría del espacio-tiempo obedece a leyes inusuales y no clásicas, pero el concepto de distancia sigue siendo aplicable. Ahora estamos tratando de penetrar en un área aún más pequeña. Una posibilidad es que el universo se vuelva similar a sí mismo y se vea igual en todas las escalas por debajo de cierto límite. Si es así, entonces el universo no está hecho de cuerdas o átomos de espacio-tiempo, sino que es un mundo de aburrimiento sin fin: una estructura que se encuentra justo debajo del umbral, a medida que se adentra en una región de dimensiones cada vez más pequeñas, simplemente repetirá mismo hasta el infinito.

Es difícil imaginar cómo los físicos pueden arreglárselas con menos componentes y medios técnicos de los que usamos para construir un universo cuántico con propiedades realistas. Todavía tenemos muchas pruebas y experimentos por hacer, por ejemplo, para comprender el comportamiento de la materia en el universo y su influencia en su forma general. Nuestro objetivo principal, como en el caso de cualquier teoría de la gravedad cuántica, es predecir las consecuencias observables derivadas de la estructura cuántica microscópica. Este será el criterio decisivo para la corrección de nuestro modelo como teoría de la gravedad cuántica.

Traducción: I.E. Satsevich

LITERATURA ADICIONAL

Nacimiento planckiano de un universo cuántico de Sitter. J. Ambjorn, A. Gorlich, J. Jurkiewicz y R. Loll en Physical Review Letters, vol. 100, artículo n. 091304; 7 de marzo de 2008. Preprint disponible
La guía completa para idiotas sobre la teoría de cuerdas. Jorge Musser. Alfa, 2008.
El surgimiento del espacio-tiempo o la gravedad cuántica en su escritorio. R. Loll en Classical and Quantum Gravity, vol. 25, núm. 11, artículo n. 114006; 7 de junio de 2008. Preprint disponible
Sitio web de Renata Loll

Jan Ambjörn, Renate Loll y Jerzy Jurkewicz desarrollaron su propio enfoque para el problema de la gravedad cuántica en 1998. Ambjorn es miembro de la Real Academia Danesa, profesor en el Instituto Niels Bohr en Copenhague y en la Universidad de Utrecht en los Países Bajos. Es conocido como un maestro de la cocina tailandesa, una circunstancia que los editores tienden a notar en primer lugar. Renata Loll es profesora en la Universidad de Utrecht, donde dirige uno de los grupos de investigación de gravedad cuántica más grandes de Europa. Anteriormente trabajó en el Instituto Max Planck de Física de la Gravedad en Holm (Alemania). En raras horas de ocio, se toca música de cámara. Jerzy Yurkiewicz es el jefe del Departamento de Teoría de Sistemas Complejos del Instituto de Física de la Universidad Jagellónica de Cracovia. Entre sus trabajos anteriores se encuentra el Instituto Niels Bohr de Copenhague, donde quedó cautivado por la belleza de la navegación.