¿Qué hallazgos experimentales no pueden explicarse sin una teoría cuántica de la gravedad? ¿Qué nuevas predicciones permitiría tal teoría?

Hasta la fecha, todos los resultados experimentales en la investigación de la gravitación se pueden explicar utilizando la teoría clásica (es decir, no cuántica) de la relatividad general.

Sin embargo, hay un experimento en órbita que tiene una probabilidad bastante razonable de detectar efectos inconsistentes con las predicciones de la relatividad general, señalando así el camino hacia una teoría cuántica. Me refiero al satélite francés MICROSCOPE, que tiene como objetivo probar el principio de equivalencia hasta [matemática] 10 ^ {- 16} [/ matemática] niveles. Escondido en las alas, a la espera de financiación, está el satélite NASA-ESA STEP, destinado a bajar a niveles de [matemáticas] 10 ^ {- 18} [/ matemáticas].

La violación del principio de equivalencia es una predicción genérica de la mayoría (pero no todas) de las posibles teorías alternativas de la gravedad, y existe una fuerte razón teórica para creer que estamos dentro de unos pocos órdenes de magnitud de la sensibilidad necesaria para detectar tales violaciones. .

Vea la respuesta de Thomas Yee a ¿Hay alguna predicción de la relatividad general que no coincida con los resultados experimentales?

  1. La existencia del universo. Los primeros momentos del Big Bang, o por qué sucedió, requieren como mínimo la gravedad cuántica (y posiblemente otros factores desconocidos).
  2. Es probable que haya nuevas predicciones sobre qué tipos y distribuciones de cosas se encuentran en el universo. Otros que no conocemos.

Se podrían explicar las condiciones en el origen del Big Bang, o en el centro de un agujero negro. En ambos casos, la gravedad es demasiado fuerte para ignorarla, y las dimensiones son demasiado pequeñas para aplicar la física clásica. Desafortunadamente, la mecánica cuántica actual es incompatible con GR en estas condiciones.

La gran mayoría de la astrofísica es en realidad un desastre total, y en el fondo de esto es que las teorías de la relatividad y la cuántica simplemente no son lógicamente compatibles.

Por ejemplo, busque un poco la densidad del universo, la cantidad de masa en el universo y el volumen del universo. Luego aplique la aritmética, para encontrar el tamaño del universo y encontrará que esos números simplemente no están de acuerdo entre sí por márgenes de error exponenciales.

Entonces, casi todo el universo es un ‘hallazgo experimental’ que ni siquiera se ha explicado vagamente. A menos que no requiera lógica aritmética en su explicación. En ese caso, ¡hey, sus ‘elefantes hasta el fondo’!

La gravedad cuántica nos daría una descripción precisa de la evaporación del agujero negro, a través de la radiación de Hawking. Por el momento todo es un poco ondulado y heurístico. (Sí, sé que nunca hemos visto evaporarse un agujero negro, pero es lo mejor que se me ocurre …)

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