¿Cómo explica la teoría de cuerdas la gravedad cuántica?

Primero necesitamos entender cuáles son los problemas con la gravedad cuántica. Para esta discusión nos enfocamos en tres temas

  • Renormalizabilidad: una cuantización directa de la ecuación de Einstein trae divergencias incontrolables. Estas divergencias están relacionadas con los diagramas de bucles de gravitones. Una teoría consistente de la gravedad cuántica debe arreglar esto.
  • Independencia de fondo: a medida que cuantificamos el espacio en sí, deberíamos poder describir fenómenos que están más allá de la estructura espacio-temporal con la que comenzamos.
  • Termodinámica de agujeros negros: se espera que cualquier teoría de la gravedad cuántica sea coherente con la descripción semiclásica de los agujeros negros (entropía, raditón de halcón) y debe incluir los microestados necesarios (es decir, pasar de la mecánica termodinámica a la estadística).

La teoría de cuerdas logra hacerlo todo (vea las notas al pie de página a continuación):

  • Renormalizabilidad: ¡este es el más grande!
    • Como teoría perturbativa, la teoría de cuerdas parece una torre de campos infinita (infinitos tipos de partículas, con masa creciente). Con un poco de matemática inteligente debajo de la estructura, la torre de campos se sintoniza de tal manera que se cancelan las divergencias. (cada partícula en la torre hace sus contribuciones de tal manera que la suma de la contribución es cero).
    • Además de eso, la teoría no tiene anomalías (una verificación autoconsistente no trivial, que muestra que las simetrías de gravedad locales no se rompen por los efectos cuánticos).
  • Independencia de fondo
    • Esto requiere algunos cálculos no perturbativos (que es difícil de explicar). Pero la teoría de cuerdas ha demostrado ser capaz de describir procesos que incluyen cambios de topología, pellizcos de tubos pequeños y estrechos y un montón de otros problemas no triviales en la gravedad cuántica.
    • Uno de los resultados más interesantes (y, sin embargo, relativamente simple) es la forma en que los observadores de la teoría de cuerdas estrechan tubos. Resulta que cuando tomas un tubo como una pieza de espacio y bajas su circunferencia, hay un tamaño crítico (en la longitud de la cuerda) donde no podemos diferenciar entre un tubo muy pequeño y uno muy grande. Es decir, [matemática] R \ sim \ frac {\ alpha ‘} {R} [/ matemática]. Entonces, para lo que le importa a la gravedad, evitamos el caso de tubos demasiado angostos, compre demostrando que son solo tubos de gran tamaño con gafas de dualidad T.
  • Termodinámica del agujero negro –
    • En algunos escenarios (algunos modelos que facilitan el cálculo) podemos mostrar que la gravedad cuántica que proviene de la teoría de String es holográfica, podemos enumerar correctamente los microestados y contarlos para obtener la entropía de Hawking-Beckenstein.
    • La teoría de cuerdas predice la corrección de la ecuación de Einsteins que ayuda a evitar que se formen las singularidades en el centro de los agujeros negros.

La nota al pie,

El trabajo sobre la teoría de cuerdas está lejos de haberse realizado. Todavía no podemos hacer todos los cálculos que nos gustan, y la mayoría de los ejemplos que utilizamos son para algún sistema idealizado.

Si entendemos cómo se crea la gravedad y el papel de los Gravitones en la creación de las atracciones gravitacionales, todas las preguntas sobre la gravedad se vuelven autoexplicativas. Ver el extracto a continuación. La gravedad es, en efecto, el subproducto de la creación de masa debido a la atracción de las partículas de energía en su nivel más fundamental con la estructura del espacio. El siguiente análisis combina la gravedad cuántica del bucle, la teoría de los campos cuánticos, la teoría de la supercuerda y la relatividad general

11) La geometría de las partículas espaciales (SP) y la creación de la fuerza gravitacional.

¿Cómo explicamos la gravedad en los niveles micro y macro?

La búsqueda de una explicación del significado de la gravedad aún está en curso. Newton lo describió como una atracción gravitacional entre dos objetos en relación directa con su masa y en relación inversa a la distancia cuadrada entre ellos. Este tirón gravitacional se mide en términos del peso de los objetos. Un astronauta en el espacio no tendrá peso mientras que su masa sea la misma que en la tierra. Einstein, por otro lado, definió la gravedad como resultado de la distorsión en la curvatura del tejido del espacio-tiempo de acuerdo con su teoría general de la relatividad. Aún más recientes teorías de la gravedad explican el fenómeno en términos de partículas y ondas. La teoría de cuerdas establece que las partículas llamadas “gravitones” (nunca se han observado) hacen que los objetos se atraigan entre sí de manera similar al papel que juegan los fotones virtuales. Otras teorías hablan de la existencia de ondas gravitacionales generadas cuando un objeto es acelerado por una fuerza externa. De hecho, son ondas en la curvatura del espacio-tiempo generado debido a ciertas interacciones gravitacionales y se propagan como ondas hacia el exterior desde su fuente a la velocidad de la luz. La Teoría de Singularidades y Partículas Espaciales especula que las ondas gravitacionales transportan energía como radiación gravitacional, una forma de energía radiante similar a la radiación electromagnética. La existencia de ondas gravitacionales se confirmó en 2016.

La teoría de la gravedad cuántica de bucles combina la mecánica cuántica y la relatividad general. Es una teoría de unidades discretas cuantizadas de espacio-tiempo porque, según la relatividad general, la gravedad es una manifestación de la geometría del espacio-tiempo. Es el principal competidor de la teoría de cuerdas. El resultado principal de la teoría es una imagen física del espacio granular. La granularidad es una consecuencia directa de la cuantización. Aquí, es el espacio en sí lo que es discreto. En otras palabras, hay una distancia mínima posible para recorrerlo. Más precisamente, el espacio puede verse como una tela extremadamente fina o una red “tejida” de bucles finitos. Estas redes de bucles se denominan redes de espín. La evolución de una red de rotación a lo largo del tiempo se denomina espuma de rotación. El tamaño previsto de esta estructura es la longitud de Planck, que es aproximadamente de 10 a 35 metros. Según la teoría, la distancia a escalas más pequeñas que la escala de Planck no tiene sentido. Por lo tanto, la Teoría de Singularidades y Partículas Espaciales predice que no solo la materia, sino el espacio en sí, tiene una estructura atómica.

Por lo tanto, es seguro decir que nuestros experimentos de pensamiento con respecto a la existencia de SP están en línea con muchos aspectos de la gravedad cuántica de bucle. Al referirnos a la literatura anterior, podemos especular que la gravedad en el nivel micro no es más que la manifestación de la flexión y torsión de las partículas espaciales a medida que interactúan con las partículas de Fermion, en particular los Quarks debido a sus cargas no enteras. Como cada Quark tiene un total de seis hilanderos hechos de cargas positivas y negativas, sus 6 combinaciones y permutaciones diferentes (dentro del núcleo de cada Quark) son responsables de la creación del confinamiento de fuerza fuerte. La creación del confinamiento proporcionó la respuesta a las 6 dimensiones teóricas predichas por la teoría de la Cadena (M). A medida que se crean estas micro dimensiones, la contracción y la distorsión en la geometría hexagonal de las partículas espaciales se manifiestan como el cambio en la curvatura de la estructura del espacio a nivel subatómico, por lo tanto, la gravedad.

Usando esta línea de pensamiento, podemos concluir que la gravedad en el nivel macro no es más que la contracción acumulada y las distorsiones en la curvatura del tejido del espacio afectado por los átomos totales que componen la masa del objeto en cuestión. Esto es lo que hace que la gravedad entre dos objetos sea proporcional a su masa y en relación inversa con la distancia cuadrada entre ellos.

Hemos visto que todos los asuntos no son más que una manifestación de la excitación total de los campos de energía que penetran en el espacio-tiempo generado por las interacciones de las partículas de Fermion que forman los objetos con el SP relevante. Estas excitaciones del campo de energía son responsables de la creación de masa y también responsables de la curvatura del espacio-tiempo. Esta curvatura / distorsión se conoce como el campo gravitacional de masa. Entonces, las atracciones gravitacionales entre dos objetos existen cada vez que sus campos gravitacionales interactúan entre sí. Esta interacción lleva a que parte de la energía que forma los campos de excitación de las masas relevantes fluya entre ellas. Esta energía que fluye es lo que se denomina gravitones. Es responsable de las atracciones gravitacionales entre objetos de la misma manera que los fotones virtuales son responsables de las atracciones magnéticas. En cuanto a la creación de ondas gravitacionales, el movimiento de objetos masivos a una velocidad muy alta conduce a perturbaciones medibles en la estructura del espacio, ya que algunos SP vuelven a su geometría hexagonal, mientras que otros asumen el estado excitado requerido para la manifestación continua de la masa en movimiento Especulamos que la gravedad es la más débil de las 4 fuerzas debido a la ausencia de cualquier papel desempeñado por los hilanderos.

Si la gravedad está asociada con la existencia misma de átomos, es decir, la creación de la masa y el volumen observables, entonces es impensable neutralizar la gravedad. Sin gravedad, el polvo cósmico no se habría reunido para formar estrellas y planetas. Sin embargo, una pregunta sigue siendo válida. Si la gravedad es el resultado de la contracción / distorsión en la estructura del espacio, y si la atracción gravitacional es el flujo de gravitón, entonces es posible crear algún mecanismo para bloquear el movimiento del gravitón o neutralizar las distorsiones en la curvatura de tejido del espacio

Para el manuscrito completo contacte al autor. [correo electrónico protegido]

¿Quién sabe?

Cuando la comunidad científica ha aceptado y probado una teoría de cuerdas satisfactoria, y también se ha aceptado y probado una teoría de la gravedad cuántica, entonces, y solo entonces, se podría comparar una teoría con la otra para encontrar relaciones.

Hasta ahora, los físicos teóricos están trabajando en los dos temas, pero sin resultados que sean verificables y falsificables.