¿El tejido del espacio-tiempo posee alguna existencia física a niveles cuánticos?

Sí, tiene una existencia física a niveles cuánticos como Quantum Foam. La espuma cuántica (también conocida como espuma espacio-temporal ) es un concepto en mecánica cuántica ideado por John Wheeler en 1955. La espuma se conceptualiza como la base del tejido del Universo.

Basado en los principios de incertidumbre de la mecánica cuántica y la teoría general de la relatividad, no hay razón para que el espacio-tiempo sea fundamentalmente fluido. En cambio, en una teoría cuántica de la gravedad, el espacio-tiempo consistiría en muchas regiones pequeñas, siempre cambiantes, en las que el espacio y el tiempo no son definidos, sino que fluctúan de manera similar a la espuma.

En la mecánica cuántica, y en particular en la teoría del campo cuántico, el principio de incertidumbre de Heisenberg permite que la energía se descomponga brevemente en partículas y antipartículas que luego se aniquilan a la energía sin violar las leyes de conservación física. A medida que se explora el tiempo y el espacio a escalas más pequeñas, aumenta la energía de tales partículas, llamadas partículas virtuales. Combinando esta observación con el hecho de que en la teoría de la relatividad general de la energía de Einstein curva el espacio-tiempo, uno puede imaginar que a escalas suficientemente pequeñas la energía de estas fluctuaciones sería lo suficientemente grande como para causar desviaciones significativas del espacio-tiempo suave visto en escalas macroscópicas, dando un espacio-tiempo personaje “espumoso”.

Normalmente, sin embargo, la teoría del campo cuántico no trata con partículas virtuales de suficiente energía para curvar el espacio-tiempo de manera significativa, por lo que la espuma cuántica es una extensión especulativa de estos conceptos que imagina las consecuencias de tales partículas virtuales de alta energía a distancias y tiempos muy cortos.

Con una teoría incompleta de la gravedad cuántica, es imposible estar seguro de cómo sería el espacio-tiempo a escalas pequeñas. Además, nuestra comprensión de la espuma cuántica será necesariamente ambigua siempre que haya muchas propuestas competitivas para una teoría de la gravedad cuántica.