EL PROBLEMA CON TU PREGUNTA
Su pregunta arroja luz sobre las preguntas que la física moderna puede y no puede responder. Esto se debe a los dos supuestos en su pregunta: espacio y partículas.
La respuesta corta es que su pregunta no puede ser respondida por la física.
- ¿Cuáles son los mejores argumentos contra la teoría de cuerdas?
- ¿Hay algún libro sobre la dualidad Gauge / Gravity (o AdS / CFT) que incluya una descripción pedagógica y / o detallada de los requisitos previos de la teoría?
- ¿Qué es una partícula puntual?
- ¿Puede alguien como yo que no confía en los dioses, convertirse en un físico teórico?
- ¿Qué hay entre las partículas?
Es decir, la pregunta no se establece correctamente para que nadie use Física para responderla. Estás haciendo una pregunta que no puedes usar Física para proporcionar una respuesta.
La respuesta larga es todo lo que sigue:
Sus dos suposiciones muestran el abismo que existe entre la intuición y la Física que es tan difícil de superar por cualquiera, ya sea Einstein o el hombre genérico de la calle.
NOTA: A continuación, considero que la física no explica la naturaleza; en cambio, solo proporciona un medio para calcular qué cambios sucederán a las entidades físicas con el tiempo y en todo el espacio. El sentido de una “explicación” proviene del hecho de que este medio de cálculo se deriva usando una combinación de creencias apreciadas y una forma de estética (aunque en combinación con prácticas matemáticas y lógicas rigurosas), pero no hay nada intrínseco a la Física que implique nuestro “comprensión”. Es precisamente este anhelo de comprensión el principal obstáculo que debe superar una educación en Física.
EL PROBLEMA CON EL ESPACIO Y EL TIEMPO
Su pregunta da por sentado que “espacio” es un concepto bien entendido. Por ejemplo, usted supone que “está entre” tiene algún significado. La noción de “entre” se deriva de la noción intuitiva del espacio, no de ninguna comprensión de la Física.
La mejor descripción formal del espacio, en su sentido intuitivo, es como un sistema de coordenadas, un marco de referencia que hace poco más que permitirle etiquetar “dónde” una “partícula” “es” y “cuándo”.
Esta representación intuitiva permite una forma de cambio de contabilidad, es decir, establecer dónde están los objetos en un momento dado. No dice nada sobre la naturaleza del espacio en sí, ni mucho menos sobre el tiempo o la Realidad. Sin embargo, y notablemente, funciona bien para el conjunto limitado de fenómenos donde nuestra intuición está alineada con la física: objetos grandes y lentos en el ámbito de nuestra vida cotidiana.
Como resultado podemos decir con seguridad:
El “espacio” está bien “descrito” dentro de una gama limitada de fenómenos y un contexto dado. Observo que se describe, pero no se entiende.
Más allá de ese contexto, sin embargo, no hay garantía de que esta descripción del espacio se mantenga.
De hecho, “sabemos” que no.
Por ejemplo, la relatividad general establece que el espacio no es solo una cuadrícula de referencia de fondo, sino que es un objeto dinámico por derecho propio … sino solo cuando se toma como parte de la superestructura más fundamental del espacio-tiempo. Y la Relatividad general se muestra correcta, en el sentido de que puede calcular resultados precisos al usarla, cuando ampliamos el rango de experiencia de objetos grandes que se mueven lentamente para incluir objetos que son muy grandes y / o se mueven muy rápido (es decir, muy objetos de muy alta energía), de formas que no son habituales en la vida cotidiana.
Luego tienes la Mecánica Cuántica, que permite cálculos bastante precisos de lo que sucede en escalas muy pequeñas y energías muy pequeñas. A esta escala, el espacio revela nuevos aspectos de su naturaleza: pierde uno de sus atributos más intuitivos, el de la localidad, por ejemplo (lea sobre fotones enredados, para tener una idea de cómo la localidad no puede ser un atributo absoluto del espacio). Sin mencionar las implicaciones del giro.
Luego tienes la teoría cuántica de campos, que a su vez tiene cosas nuevas que decir sobre qué espacio “es” y qué atributos pueden y deben asignarse. El uso de la formulación integral del camino de Feynman da una idea de que el espacio es una “cosa” muy diferente, muy diferente de lo que podemos saber y amar al creer en nuestra intuición. Las partículas parecen tomar todas las rutas posibles para construir las rutas posibles que finalmente pueden “suceder”. Para ser justos, esto no se debe solo al espacio, sino también a desacreditar nuestro conocimiento intuitivo de las “partículas” (más sobre esto más adelante).
Luego, por ejemplo, tome la teoría de cuerdas. Si la teoría de cuerdas es remotamente correcta, hay mucho sobre el espacio (¡y las partículas!) Que no se ve a simple vista en un sentido inmediato e intuitivo. Sin embargo, nadie tiene idea de si la teoría de cuerdas es CUALQUIER forma correcta: es una teoría especulativa que no tiene una formulación “final”.
Ahora entonces:
Si NADIE sabe si la teoría de cadenas es válida o no, se deduce que NADIE sabe qué es realmente el espacio.
Entonces, ¿cómo podría alguien responder a su pregunta?
EL PROBLEMA CON LAS PARTÍCULAS
La QFT (teoría del campo cuántico) dentro de su rango de validez es tan correcta como cualquier teoría de la física puede ser, en el sentido de que los cálculos realizados usando el experimento QFT coinciden con un grado muy alto de precisión.
Entonces, ¿qué nos dice QFT sobre el “espacio”. Bueno, en cada punto del espacio-tiempo una “cosa” llamada “campo” tiene un atributo llamado “valor”.
Entonces, de acuerdo con QFT, el espacio no es solo un marco de referencia contra el cual se puede observar el cambio, sino que ese cambio está representado por diferencias a lo largo del tiempo, no de posiciones de partículas que se mueven a lo largo de un “camino”, es decir, una colección de ubicaciones adyacentes, pero a los cambios en el valor de los campos en cualquier punto dado. Entonces, estos valores de campo se convierten en uno de los atributos de un punto en el espacio-tiempo. No puedes separarlos perfectamente del espacio.
La trama se complica considerablemente y, por lo tanto, llegamos a otra área gris en su pregunta: Partículas.
Está asumiendo que una partícula es una cosa bien definida, que los físicos “saben” y entienden lo que es.
Ellos no. Pueden calcular cosas sobre partículas, pero no las entienden en el sentido que exige su intuición.
Lo que sí saben es que las partículas son, en términos de QFT, solo estados de los campos. Estos estados solo pueden tener ciertos valores y aquí su pregunta comienza a desdibujarse seriamente.
La intuición tendría una partícula como un objeto identificable en cierto punto del espacio.
QFT, por el contrario, dice que una partícula no es tal cosa. Es un estado de un campo, un objeto que no guarda relación con ninguna noción de ubicación. La “partícula” se ve afectada por todo lo que hay en el Universo, y a su vez afecta a todo lo demás. No existe en forma aislada.
EL PROBLEMA CON ENTRE
La noción de entre deriva de la noción intuitiva de espacio y partículas. Para que entre tenga algún significado, necesita partículas que sean lo que su intuición quiere que sean, es decir, objetos con una existencia independiente de todo lo demás y del espacio mismo. Si un campo no es independiente del espacio, entonces una partícula tampoco puede serlo.
Su pregunta asume que existe algo así como “entre”. ¿Esta ahí? No lo sé. Nadie lo hace. La pregunta, desde la perspectiva de la física, no tiene sentido.
EL PROBLEMA CON LA INTUICIÓN
Lo que los físicos sí saben es que todo este mumbo jumbo que necesitan usar para interpretar la naturaleza (a diferencia de nuestra intuición) SOLO funciona dentro de un rango dado de fenómenos y dentro de un contexto dado.
Por lo tanto, la mayor parte de la naturaleza está más allá de nuestra comprensión si exigimos que nuestra comprensión sea “intuitiva”.
Su pregunta se basa en suposiciones intuitivas acerca de las partículas y el espacio que no son correctas y, por lo tanto, aunque gramatical y lógicamente correcta como pregunta, no es una pregunta a la que la Física tenga alguna respuesta. Ni siquiera le preocupa su pregunta.
Sin embargo, lo que sí hace su pregunta es resaltar muy claramente que nunca podremos obtener una comprensión precisa de la Naturaleza:
Solo podemos aspirar a poder calcular algunos aspectos de lo que hace la Naturaleza, como lo revela el experimento. Pero no podemos “entenderlo” de la manera que su intuición EXIGE que debería ser.
Este no es tu problema. Todos, incluso los mejores físicos tienen este mismo problema con su intuición. Incluso Einstein, cuya “intuición” o como quiera llamarlo (perspectiva filosófica, creencias, etc., etc.) lo llevó a resistir virulentamente a la Mecánica Cuántica (a la que había hecho una valiosa contribución (y le ganó el Premio Nobel) ) También lo llevó a rechazar un universo dinámico.
Entonces estás en buena compañía.
Más interesante, su pregunta destaca un problema más fundamental:
Nuestra intuición, o nuestra creencia de que la Naturaleza debe ser coherente y coherente, también está detrás de esa necesidad demasiado humana que DEMANDA que la Física Cuántica y la Relatividad se fusionen en un marco ÚNICO. Tener dos teorías incompatibles es anatema para un tema que está en el centro de la motivación de los físicos: un sentido de la estética, que la naturaleza debe ser elegante.
Bien puede resultar que tal demanda es solo otra restricción, nacida de nuestra intuición, que no puede aplicarse a la Naturaleza.
Puede resultar ser solo otra pregunta que la física, una herramienta para el cálculo, no la comprensión, no se puede utilizar para proporcionar una respuesta.
EL PROBLEMA CON LAS SIMPLIFICACIONES
Al menos no todavía. Lo que quiero decir con esto es lo siguiente:
Creemos que hay una “flecha de explicación” que converge en una teoría única. A medida que se estudian más y más fenómenos y rangos de fenómenos, creemos que debemos ser capaces de explicarlos en términos de teorías que se reducen a nuestras teorías que demuestran ser correctas en otros rangos de fenómenos.
Nuestra intuición dice que esto tiene que ser así. Y de hecho, por medio de generalizaciones y especializaciones, hemos extendido nuestras teorías a una amplia gama de fenómenos.
Sin embargo, hay dos problemas aquí:
Por un lado, en nuestras teorías hay una serie de simplificaciones que se han mantenido hasta ahora, por lo que las generalizaciones y especializaciones parecen haber sido correctas.
Por otro lado, pasa por alto una pregunta fundamental:
¿En qué punto los objetos de estudio no son fundamentales sino más bien emergentes?
Es fácil ver que la economía es una “ciencia” que estudia una realidad emergente. No tiene sentido tratar de usar la física para calcular cuestiones relacionadas con la economía.
¿Por qué, entonces, aceptamos la economía como una realidad emergente, pero no medimos la física a gran escala con la misma regla? La respuesta es que estamos realizando una simplificación general. Y no tenemos pruebas de que esta simplificación se mantenga. Simplemente tenemos fe, que es la siguiente peor cosa para la intuición.
Si hay fenómenos en los que estas simplificaciones no se cumplen, entonces su flecha de explicación se descarrilará. Entonces, quizás esto es lo que está sucediendo en el desajuste entre Gravity y Quantum Physics. Por qué es tan difícil fusionar la Física de lo grande con la Física de lo pequeño.
Un camino a seguir sería identificar estas simplificaciones e intentar eliminarlas.
Por ejemplo, Quantum Loop Gravity trata de ver qué sucede si elimina la noción (posiblemente simplificada) de que el espacio-tiempo es “continuo”. Pero, si hay muchas otras simplificaciones residuales que están escritas en nuestras teorías, entonces simplemente “cuantizar” el espacio no será suficiente.
Como resultado, nuestras simplificaciones erróneas pueden estar interfiriendo con nuestra capacidad de hacer las preguntas correctas, es decir, las que la Física PUEDE responder dentro de los límites de su competencia.
Cualquier simplificación de este tipo probablemente se centre en un conjunto de suposiciones intuitivas, no diferentes a las de su pregunta. Si es así, identificar estas simplificaciones sería más útil que usar cascanueces de alta resistencia para persistir en las líneas de investigación que están condenadas por el uso de falsas simplificaciones.
Identifique correctamente una de estas simplificaciones y se hará un nombre. ¿Pero quién sabe cómo hacer eso? Todo lo que podemos decir es que presumiblemente están ocultos a la vista, entre las cosas que damos por sentado.
Hay, por ejemplo, un problema aún no resuelto con el formalismo de la física cuántica que se llama colapso de la función de onda. Muestra que no entendemos cómo Quantum Physics ofrece la física clásica. Es decir, cómo se pasa de los estados de los campos en QFT, que representan electrones, etc., a las pelotas de tenis golpeadas por Roger Federer.
En este sentido, su pregunta proporciona una manera de ejemplificar cuán ignorantes son incluso los físicos más informados:
Si incluso ellos no saben lo suficiente sobre los fenómenos en los que nuestras simplificaciones no son válidas para identificar estas simplificaciones erróneas, entonces qué esperanza hay para que hagan las preguntas correctas, es decir, las que la Física puede responder.
Y si es así, ¿qué esperanza hay para que el resto de nosotros hagamos las preguntas correctas?
Como Kenny Rogers cantó en The Gambler:
Lo mejor que puede esperar es morir mientras duerme.
