Si la gravedad es simplemente causada por la curvatura en el espacio-tiempo, ¿cómo puede haber un gravitón que debe ser causado por una excitación en un campo cuántico?

La relatividad general, la teoría de la gravedad como curvatura, no dice nada sobre los gravitones. Es una teoría de campo clásica y, aunque proporciona ecuaciones para expresar cómo se relacionan la curvatura y el tensor de energía-momento (en términos numéricos), no proporciona ninguna explicación de cómo demonios funciona todo, cuál es el mecanismo para curvar el espacio-tiempo.

Graviton surge de otra teoría. Si decimos “¿y si la interacción gravitacional es como las demás, transmitida a través de algunas partículas portadoras de fuerza, cómo funcionaría?” Al igual que los fotones son portadores para la interacción electromagnética vinculados a las corrientes de carga, planteamos la hipótesis de otro bosón para llevar la interacción gravitacional vinculada al tensor de momento de energía. Dicha partícula portadora debe ser un bosón spin-2 y la forma en que actúa en otros campos se puede reinterpretar más tarde como cambios en la curvatura. Entonces, comenzamos con un espacio-tiempo plano, agregamos gravitones como portadores de fuerza y ​​luego decimos que el efecto que realizan parece cambios de curvatura.

Otro enfoque podría ser tomar el campo del tensor métrico de GR y cuantificarlo de alguna manera, obteniendo gravitones como sus partículas. Supongo que los dos enfoques deberían cumplir y dar como resultado las mismas ecuaciones.

De todos modos, esto nunca funcionó realmente, las matemáticas conducen a infinitos cálculos que parecen imposibles de eliminar, por lo que no existe una teoría sólida para los gravitones, no son parte del Modelo Estándar ni de la Relatividad General. Siguen siendo solo una noción de algunos intentos (fallidos) de construir una teoría para la gravedad cuántica.

Tienes razón en que esas dos explicaciones de la gravedad no pueden ser correctas. Sin embargo, ambos podrían estar equivocados. Ese es el caso más probable ya que ambos confían en ” cosas invisibles ” para explicar la física que sus matemáticas pretenden describir. La relatividad general requiere un espacio-tiempo físico y la teoría del campo cuántico requiere un campo gravitacional especial mediado por gravitones . Estas cosas no se observan en la realidad física.

Un modelo científico de gravedad robusto debería derivarse de observaciones empíricas más que de una imaginación humana que la historia muestra que es propenso a elaborar vuelos de fantasía. Aquí hay un ejemplo de un modelo científico de gravedad basado en la observación:

Las siguientes son declaraciones empíricamente válidas sobre la realidad observada:

1. Hay dos estados fundamentales de estar en el cosmos, la materia (definida como cualquier cosa con masa en reposo) y la energía (definida como radiación electromagnética). Todo lo demás es una forma de sistema híbrido de materia-energía.
2. La materia se localiza en tres dimensiones (3D) y la energía no es local en cuatro dimensiones (4D).
3. La materia 3D presenta un vacío o agujero dimensional a la energía radiante 4D, curvándola hacia adentro, de la manera observada.
4. Las galaxias, la unidad básica del cosmos, son sistemas híbridos de materia-energía que crean tanto energía a partir de la materia como materia a partir de la energía. Todas las galaxias en el cosmos irradian energía omnidireccionalmente.
5. Lo único que separa los cuerpos 3D es la energía 4D ubicua y omnidireccional que pasa entre ellos. Parte de esa energía que pasa entre cualquiera de los dos cuerpos “gravitantes” se curva en cada uno de los cuerpos y se absorbe, lo que acorta la separación entre ellos. El efecto gravitacional es una consecuencia de este tipo de interacción materia-energía.

Entonces, la gravedad no es una fuerza o campo, sino una consecuencia de la forma en que interactúan la materia y la energía. Esta interacción ha sido observada. Se cuantifica por la relatividad general, aunque torpemente debido al equipaje innecesario del espacio-tiempo . En este nuevo escenario, la curvatura de la energía es siempre local. El efecto gravitacional entre dos cuerpos es la suma de las dos curvaturas locales de sus campos de energía cercanos. No hay fuerza de largo alcance y, por lo tanto, no hay problemas de geometría a gran escala.

Este enfoque de la gravedad abre nuevas vías de consideración para fenómenos aparentemente tan diversos como el desplazamiento al rojo cosmológico [1], el enredo cuántico [2] y el infame experimento de la doble rendija [3]. Es necesario profundizar en estas nuevas vías, pero por ahora se puede encontrar una descripción general de las posibilidades aquí:

La relación dimensional 4/3

Notas al pie

[1] Redshifts extragalácticos

[2] Enredo cuántico – Wikipedia

[3] Introducción de la doble rendija de Young

En primer lugar, una corrección sutil pero importante. La gravedad no es “causada” por la curvatura del espacio-tiempo; Es la curvatura del espacio-tiempo. O eso creemos.

Déjame explicarte un poco más. De hecho, es posible interpretar muchas teorías geométricamente. Por ejemplo, el electromagnetismo puede reconstruirse como una teoría geométrica. Pero hay una sola trampa. La geometría experimentada por una partícula cargada es bastante diferente de la geometría experimentada por una partícula neutra, o incluso por una partícula cargada con una relación carga / masa diferente.

La gravedad, en contraste, es universal. Todas las partículas experimentan la misma geometría, y no hay partículas neutras para establecer una geometría de referencia. En otras palabras, hay una y solo una geometría, la determinada por la gravedad.

Esto no está relacionado con si la gravedad es o no una teoría de campo cuántico. En principio, la gravedad se puede cuantificar al igual que el electromagnetismo. Es solo cuando realmente intentamos llevar a cabo esa cuantización que nos encontramos con dificultades, ya que la teoría sigue plagada de infinitos que no pueden ser “renormalizados”.

Pero esto no se debe a que la gravedad tenga una interpretación geométrica. Más bien, tiene que ver con la naturaleza tensorial del campo gravitacional y las dimensiones de su constante de acoplamiento. Pero supongamos que alguien encuentra una solución a estos problemas y construye con éxito una teoría de la gravedad de campo cuántico. ¿Esto significa que la interpretación geométrica se ha ido? En absoluto … mientras la gravedad siga siendo universal en esta nueva teoría, la interpretación geométrica permanecerá.

Como puede ver en las 15 respuestas en este hilo, NADIE en el Planeta Tierra tiene idea de cómo funciona la gravedad. La razón de esto es que la religión de la ‘física’ matemática está en el negocio de hacer ‘física’ con CONCEPTOS. El ‘físico’ matemático mueve masas y transfiere energía . Dobla el espacio-tiempo y moldea los campos . Él tira y empuja fuerzas y acelera las partículas 0D ‘punto’. ¡La ‘física’ matemática no tiene nada que ver con la física! Es estrictamente una religión.

Al hombre común se le hace creer que la ‘física’ matemática debe ser ‘verdadera’ y ‘correcta’ porque surgió con la bomba atómica, el GPS y las computadoras. Ellos trabajan, ¿no? ¿No es esto suficiente “prueba” de los méritos de la “física” matemática? ¿El hecho de que haga ‘predicciones’ no muestra que los matemáticos saben lo que están haciendo y que son ‘correctos’? Entonces, ¿cómo puede la ‘física’ matemática estar ‘equivocada’?

Hay tantos errores en esta línea de pensamiento que es difícil saber por dónde empezar.

1. ¡Si una teoría es ‘verdadera’ o ‘correcta’ es una cuestión de OPINIÓN! La teoría de que Dios creó el Universo es “verdadera” para un teísta. Es ‘falso’ para un ateo. Del mismo modo, la ridícula teoría de la relatividad general de que un concepto conocido como espacio-tiempo está deformado y produce gravedad es “verdadero” para un matemático autista. Es ‘falso’ para un humano racional. Los conceptos no se doblan. ¡Período! ¡Ninguna cantidad de Matemáticas, ninguna ecuación, ninguna cantidad de cabildeo, propaganda y autoridad nunca convencerán a un humano racional de que conceptos como el espacio y el tiempo se mezclan y doblan! La “prueba” y la “verdad” están en el ojo del espectador: ¡OPINIONES!
2. En ciencia, no hacemos predicciones . Son los astrólogos y lectores de palma quienes hacen predicciones y engañan a sus clientes desprevenidos. Pero las “predicciones” de la “física” matemática se han vuelto tan ridículas en estos días que los matemáticos autistas están en el negocio de predecir el pasado . Afirman predecir (a) las ‘condiciones iniciales del universo temprano después del Big Bang’ y (b) que no había singularidad para comenzar con 13bya … (¿Sin Big Bang? La ecuación cuántica predice que el universo no tiene principio)
3. Ciencia y tecnología son dos campos diferentes e irreconciliables. La ciencia está en el negocio de formular EXPLICACIONES RACIONALES. La tecnología está en el negocio de DESARROLLAR GADGETS POR PRUEBA Y ERROR. ¡Los dos nunca se encontrarán! La bomba atómica, el GPS, la computadora y otros dispositivos que el hombre ha inventado fueron desarrollados a lo largo de los años por ingenieros y técnicos. ¿Qué es la física? (Consulte la Sección VIII: ¿Es la prueba tecnológica de la ciencia? [2014]) Los matemáticos iraníes saben tanto de matemática y teoría como sus contrapartes en Occidente, pero los iraníes no tienen la bomba. Un misionero matemático autista puede mostrar a los nativos de la jungla la magia de cómo un imán atrae a otro desde la distancia (Tecnología). No tiene que entender ni ser capaz de explicar CÓMO lo hace el imán (Ciencia). De hecho, hasta el día de hoy ni un solo matemático en la Tierra puede explicar esta magia … y, sin embargo, ejecutamos la bomba atómica, el GPS y las computadoras con electromagnetismo … Cómo un imán atrae físicamente a otro desde la distancia, Science 344 (2015)
4. En ciencia, no hay teorías correctas o incorrectas, correctas o incorrectas, verdaderas o falsas. Estas son todas opiniones SUBJETIVAS. En ciencia, solo hay teorías RACIONALES. Racional e irracional tienen criterios OBJETIVOS … ¿Qué es la física? Ciencia 341 (2014)

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El infame espacio-tiempo es una mezcla de dos CONCEPTOS: ¡nada y tiempo, vacío y segundos! Por lo tanto, la propuesta divertida de la Relatividad General es irracional y no tiene lugar en la Ciencia.

El infame gravitón de la mecánica cuántica también es irracional porque:

1. … se alega que es una partícula ‘punto’ 0D. Nunca se ha ilustrado una sola llamada ‘partícula’ del Modelo Estándar de Mecánica Cuántica. (Modelo estándar – Wikipedia) ¿Cómo se ve cualquier partícula del Modelo estándar? Y, de todos modos, ¿qué puede dibujar un matemático para una partícula ‘punto’ 0D?
2. no hay forma de que un matemático pueda racionalizar cómo una partícula aquí puede influir en otra partícula allá sin algún tipo de mediador físico. ¿Cómo evita la Tierra que la Luna abandone el Sistema Solar si no es a través de algún tipo de mediador invisible?

La única forma de dar sentido a la gravedad es haciendo una suposición sobre el objeto extendido invisible que une a todos los átomos. Solo entonces podemos racionalizar lo que dejó perplejo a Berkeley Prof. Muller …
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Como funciona la gravedad

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No existe un agujero negro, Science 345 (2016)

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Me encanta esta pregunta Sí, el gravitón proviene de QFT, donde es un cuanto del campo gravitacional. Y sí, es el campo gravitacional, no la curvatura, el que atrae objetos, de la misma manera que lo hace el campo EM. Debido a que este es un malentendido tan común, pegaré en toda la sección de mi libro. Si no puede leer el libro completo (ebook de $ 4.95), lea al menos el Capítulo 10, que está disponible de forma gratuita en quantum-field-theory.net.

En la mayoría de las presentaciones de física hoy se nos dice que la gravedad es causada por la “curvatura del espacio-tiempo”. Esta no era la opinión de Einstein, ni es la opinión de QFT. Einstein creía que la gravedad es un campo de fuerza, no muy diferente del campo electromagnético.

[Hay] un campo de fuerza, a saber, el campo gravitacional, que posee la notable propiedad de impartir la misma aceleración a todos los cuerpos. – Albert Einstein (E1923, p. 114)

La idea de la curvatura espacio-temporal, como el concepto de cuatro dimensiones, tuvo su origen en las matemáticas. Al buscar un método matemático que pudiera incorporar su Principio de equivalencia, Einstein fue llevado a las ecuaciones de la geometría riemanniana. Y sí, estas ecuaciones describen la curvatura de cuatro dimensiones, para aquellos que pueden visualizarla. Los matemáticos no están limitados por restricciones físicas; Las ecuaciones que tienen un significado físico en tres dimensiones pueden generalizarse algebraicamente a cualquier cantidad de dimensiones. Pero cuando haces esto, estás lidiando con álgebra, no con geometría.

Para aquellos que tienen inclinaciones geométricas, dos dimensiones es muy fácil, la rutina de tres dimensiones y cuatro dimensiones imposibles. Pero para aquellos que piensan algebraicamente, dos, tres o cuatro dimensiones son solo ejemplos particulares de espacios con cualquier cantidad de dimensiones. En este sentido, Riemann era un algebraista. – J. Schwinger ( S1986, p. 175-176 )

Debido a que esta es una pregunta tan controvertida, citaré a otros dos premios Nobel que expresaron ideas similares:

Podemos describir la relatividad general usando cualquiera de las dos ideas matemáticamente equivalentes: espacio-tiempo curvo o campo métrico. A los matemáticos, místicos y especialistas en relatividad general les gusta la vista geométrica por su elegancia. Los físicos entrenados en la tradición más empírica de la física de alta energía y la teoría cuántica de campos tienden a preferir la vista de campo … Más importante, como veremos en un momento, la vista de campo hace que la teoría de la gravedad de Einstein se parezca más a las otras teorías exitosas de física fundamental, por lo que es más fácil trabajar hacia una descripción completamente integrada y unificada de todas las leyes. Como probablemente puedas ver, soy un hombre de campo. – F. Wilczek (W2008, pág. 100-101)

Ciertamente, es un hecho histórico que cuando Albert Einstein estaba trabajando en la relatividad general, había a la mano un formalismo matemático preexistente, el de la geometría riemanniana, que podía hacerse cargo de todo. Sin embargo, este hecho histórico no significa que la esencia de la relatividad general consista necesariamente en la aplicación de la geometría riemanniana al espacio físico y al tiempo. En mi opinión, es mucho más útil considerar la relatividad general sobre todo como una teoría de la gravitación, cuya conexión con la geometría surge de las propiedades empíricas peculiares de la gravitación. – S. Weinberg ( W1972 , p. Vii, p.3)

Un físico amigo mío lo expresó de manera más sucinta: “¿Por qué Dios inventaría un mecanismo diferente para otra fuerza?”

Definamos qué es primario y qué es secundario. Una fuente primaria proporciona evidencia directa o de primera mano sobre un evento. Las fuentes primarias incluyen relatos de testigos oculares y resultados de experimentos, datos estadísticos y otros. Una secundaria que viene después, menos importante que, o que resulta de alguien u otra cosa que es primaria. No hay duda de que la fuerza gravitacional es la primaria, y genera un comportamiento de propagación de la luz en un medio con objetos que tienen una gran masa. Significa que la curvatura en el espacio-tiempo de la propagación de la luz se debe a la fuerza gravitacional en lugar de viceversa.

Cuando su teoría no tiene sentido, lo primero que debe hacer es cuestionar las premisas. Usted dice: si la gravedad es causada por la curvatura en el espacio-tiempo. . . ¿Lo es? El espacio-tiempo curvo es una forma geométrica de dar cuenta de la gravedad, al crear ecuaciones que funcionan, pero aún no dice nada sobre la física. Al igual que la gravedad de Newton, tiene ecuaciones que le indican cómo calcular algo, y las ecuaciones funcionan, pero no proporcionan un mecanismo físico. Una pregunta para el espacio-tiempo: ¿qué hace además de proporcionar un medio para manejar las coordenadas de movimiento?

Luego afirma que un gravitón debe ser una excitación en un campo cuántico. ¿Por qué? (Aparte de hacerlo compatible con su teoría de campo cuántico.) No sabemos si existen los gravitones, nunca hemos visto un fenómeno que indique que la gravedad está cuantificada, y si es así, qué está cuantizada. Simplemente no sabemos lo suficiente sobre la gravedad para ir más allá de nuestras ecuaciones.

¡No, la gravedad no es causada por la “curvatura en (4D-) Espacio-tiempo”! La gravedad es matemática. descrito por el giro 2 simétrico conservado ‘invisible’ (en la dirección de movimiento) Gravitones que completan no reducible representan el campo gravitacional – Wikipedia con su CAP dual 10 x 2 = 20 grados de libertad.

De Einstein CAP exige que todas las partículas elementales se describan extendidas en el plano 2D ortogonal a la dirección del movimiento. Esta amplitud explica el QM girar por completo.

Lea también: ¡ QM compatible con CAP explicado!

Debido a que el gravitón es un bosón spin 2, es decir, la función de onda QM se repite dos veces cuando gira un círculo completo de radianes de 2pi alrededor de su línea mundial, provoca la curvatura del único 4D-Spacetime posible cuando interactúa entre masas de descanso distintas de cero.

Para mí, es una plaga en sus dos casas; a saber, GR y QFT. Todos están basados ​​en las matemáticas que simplemente hacen predicciones pero no explican cómo sucedieron esas predicciones. La explicación de que se debe a la curvatura del espacio-tiempo es solo una conjetura que se acepta como verdad.

En lo que a mí respecta, la masa crea un campo gravitacional que tiene equipotenciales y fuerzas perpendiculares (gravedad). Este campo probablemente contiene partículas virtuales que llevan la fuerza gravitacional. Pero dudo que sea el gravitón como se describe actualmente.

Para que la masa curve el espacio-tiempo a una distancia, tiene que comunicar ese efecto y esa comunicación requiere algo virtual o no. La falta de explicación por parte de GR del mecanismo por el cual ocurre la curvatura implica que GR es falso. No confunda las predicciones con la prueba de su exactitud.

Podría ser que la curvatura esté imitando los equipotenciales del campo gravitacional. Al menos, este campo se puede describir utilizando partículas virtuales que comunican la fuerza gravitacional. GR está muerto en el agua.

Hay una variedad de respuestas a esto, dependiendo de su persuasión.

1. Si eres un fanático de la teoría de cuerdas, el gravitón es un campo cuántico en una geometría clásica de fondo liso y eso es todo.
2. Si está inclinado a la relatividad, y posiblemente a la gravedad cuántica en bucle, el espacio-tiempo debe ser, en cierto sentido, un campo cuántico en sí mismo y los gravitones son solo una aproximación de baja energía, válida en relatividad linealizada, pero no de otra manera.

Elige tu opción.

Ni siquiera me molestaré en leer la mayoría de las respuestas de los “brainiacs”, aunque Jess H. Brewer dio su breve y dulce con su estilo típico.

Su pregunta supone que todos los campos se crean por la excitación de un campo cuántico subyacente. Ahora, ¿puede cualquiera de los cerebros que responden su pregunta decirle de dónde provienen los campos de energía cuántica subyacentes y exactamente cómo se crea una partícula para que se asocie o se manifieste como una excitación de este campo cuántico subyacente mágicamente existente?

La teoría de todo de Gordon deriva de cómo se crean las partículas y, al hacerlo, deriva su estructura de energía interna. Estas partículas existentes en el espacio-tiempo están compuestas de energía que es proporcional a c ^ 1 (luz) y c ^ 2 (masa). Estas energías coexisten con la energía E0 del espacio-tiempo subyacente. La forma de interacción de la estructura de energía interna E1 y / o E2 de la partícula con la energía E0 del espacio-tiempo determina los campos de energía de la partícula.

Ahora, eso no tiene sentido … Despierten físicos, la carrera comenzará a avanzar mi teoría, ¿dónde estarán?

Para responder a su pregunta … La teoría del todo de Gordon revela que los gravitones no existen porque la gravedad es un campo de energía basado en la energía potencial de una partícula que contiene energía E2, ya que coexiste en el espacio-tiempo, no el movimiento cinético interno de la energía E2 de la partícula. . Esto significa que una partícula portadora no está asociada con la gravedad y el gravitón no existe.

Creo que tu pregunta muestra que tienes un gran proceso de pensamiento, ¡sigue así!

Las ondas gravitacionales transportan energía, de lo contrario no podríamos detectarlas. Por la relación de Planck, esta energía debe cuantificarse en incrementos que dependen de la frecuencia de E = hf . Parecería entonces que:

• Un gravitón es el nombre de un cuanto de energía de onda gravitacional.
• Puede ser una excitación (onda) en el campo espacio-tiempo, pero si es particulado y distinto sigue siendo un problema tanto teórico como experimental.
• Como la acción de la gravedad es causar dilatación del tiempo y cambios espaciales radiales, que indirectamente causan caídas, parece improbable que prevalezca en este caso exactamente el tipo de modelo de fuerza mediada por bosones que tenemos con otros campos cuánticos.
• Por lo tanto, no está claro si la gravedad debería llamarse campo cuántico, incluso si se cuantifica la energía de las ondas gravitacionales.

Algunas buenas respuestas, pero sigo sintiendo una puerta cerrada a ideas radicales que podrían ser la base sobre la cual construir un modelo completamente nuevo.

Tal posición implica inevitablemente que la gravedad es una fuerza; si la gravedad no es geometría, es un campo físico y, por lo tanto, una fuerza física. Entonces este campo debería cuantificarse en última instancia y el gravitón sería el cuanto de gravedad. Vesselin Petkov.

¿Por qué tan limitadas hipótesis?

Todavía me pregunto por qué el concepto de entrada del espacio-tiempo no recibe más tiempo de investigación. Tantas cosas encajan y se elimina la necesidad de una fuerza per se.

Cuando comencé a escribirle a la gente hace décadas, no tenía idea de que alguien más había considerado la idea, y mucho menos Isaac Newton. A pesar de que ya no está solo, parece que las objeciones se refieren principalmente a dónde va todo el espacio-tiempo entrante. Ciertamente preocupaba a Newton.

Ahora parece haber algún tipo de aceptación de que el vacío del espacio tiene al menos algunas características específicas, ¿no es hora de poner un poco de trabajo en un análisis matemático de una hipótesis tan satisfactoria mecánicamente?

Estás preguntando sobre matemática teórica, no sobre ciencia. En matemática mística todo es posible. Puede crear sus propias ecuaciones si lo desea, poner en muchas dimensiones para obtener el mejor ajuste de la curva.

La gravedad no es una curvatura en el espacio. Simplemente pise una balanza y verá eso. La curvatura no puede explicar eso.

La gravedad es electromagnetismo. O, mejor, cargas estáticas en un universo de plasma.

Nunca se han visto gravitones en un laboratorio. Son una idea existencial, una filosofía que proviene de las matemáticas filosóficas.

Entonces, no te preocupes. Toda esta filosofía no te afecta. Base su ciencia en la experiencia o utilizando el método científico.

Salud

Si la gravedad es causada por la curvatura del espacio-tiempo (pista: esto no es lo que dice GR, pero es su hipótesis), entonces no puede haber gravitón.

Bien hecho.

Una teoría exitosa de la gravedad cuántica reemplazaría la relatividad general … estas son teorías diferentes con diferentes supuestos subyacentes.

Nota: GR modela la gravedad como un efecto emergente de la curvatura del espacio-tiempo asociada con la distribución de masa y energía. Esta no es una relación de causa y efecto: la gravedad y la “curvatura del espacio-tiempo” son diferentes formas de decir lo mismo.

Hay problemas con la gravedad cuántica, en pocas palabras.

Si la gravedad es causada por la curvatura del espacio, no sería omnidireccional. La gravedad solo ejercería fuerza en la dirección opuesta a la curva. Así es como funciona la inercia para simular la gravedad.

No creo que la curvatura tenga nada que ver con la gravedad.

Pero podría ser lo que está causando la expansión.

Excelente pregunta y (¡Dios sabe!) No tengo la experiencia para responder. Pero sucede que acabo de ver algo sobre esto. Preguntas y respuestas sobre relatividad general y especial.

Parece que el gravitón dependería de la escala.

No soy un físico o matemático, esta es solo mi forma de visualizar lo que está sucediendo: la gravedad es el resultado de la curvatura del espacio-tiempo. Pero, ¿qué causa esta curvatura? Sabemos que la masa sí, pero ¿qué partícula en un átomo es responsable? Bueno, tal vez, solo tal vez, todos los componentes de un átomo son un grupo o nube de partículas demasiado pequeñas para ver que tienen el atributo de causar la curvatura del espacio. Pueden ser cuerdas. O tal vez hay una partícula de gravitón real que causa la curvatura del espacio.