¿Podría alguien aclararme sobre la teoría de la gravedad cuántica de bucles?

Loop Quantum Theory (LQG) es el mayor competidor de String Theory pero es menos popular que String Theory. La teoría de cuerdas comienza explicando toda la física de partículas, unificando la gravedad con otras fuerzas. También predice dimensiones adicionales (* qué genial *).

Pero la teoría de la gravedad cuántica de bucles tiene un objetivo más limitado. Comenzó a explicar el tejido espacial más bien enfocándose principalmente en partículas. La teoría cuantificó el espacio en sí mismo; en otras palabras, trata el espacio como si se tratara en pequeños fragmentos.

La idea clave de Loop Quantum Gravity es que describe el espacio como un montón de líneas ( que no tienen por qué ser líneas rectas ), pueden circular entre sí para crear una red giratoria. Esta red de espín representa interacciones entre partículas y campos en mecánica cuántica. Analizar esta red de spin puede dar el mismo resultado que las leyes de Física conocidas.

Entonces, si imaginamos la red giratoria en tres dimensiones con todos esos nodos y líneas de cuadrícula. Se verá así:

Una estructura tridimensional de Spin Network.

Y finalmente para hacer que LQG sea ​​una teoría unificada única, la teoría se centró más tarde en derivar la estructura de partículas elementales trenzando las líneas de la cuadrícula. Basado en el estilo de trenzado, se pueden derivar nuevas partículas (Sin embargo, esta hipótesis sigue siendo completamente teórica y aún está por verse si tiene algún significado físico)

Estructura trenzada que explica la formación de partículas elementales.


Entonces, ¿son estas dos teorías iguales con nombres diferentes?

  • La teoría de cuerdas comienza con los principios de la física cuántica, que luego surge para explicar los conceptos de la relatividad general. Mientras que LQG se acerca con la Relatividad General y luego explica el concepto de Física Cuántica .
  • La teoría de cuerdas comenzó como una teoría de las interacciones de partículas, pero se demostró que contenía gravedad. Mientras que LQG comenzó como una teoría de la gravedad, se demostró que contenía partículas.
  • Algunos teóricos de cuerdas creen que las dimensiones compactas representan una unidad cuántica fundamental de espacio, mientras que LQG comienza con unidades de espacio como requisito inicial.

Fuente de la imagen: QSN – Arte de prueba de tortura de impresora 3D (Red de giro cuasicristalino) por RWGresearch

La gravedad cuántica de bucle (a veces abreviada LQG) es una teoría que busca expresar la teoría moderna de la gravedad (es decir, la teoría de la relatividad general de Einstein) en un formato cuantificado. El enfoque implica ver el espacio-tiempo dividido en trozos discretos. Muchos lo ven como la alternativa mejor desarrollada a la gravedad cuántica fuera de la teoría de cuerdas. Las dos mejores teorías que tenemos hoy en física: el modelo estándar y la relatividad general, son mutuamente incompatibles; La gravedad cuántica de bucles (LQG) es una de las mejores propuestas para combinarlas de manera consistente .

El comienzo de la gravedad cuántica de bucles generalmente se remonta a 1986, cuando el físico teórico indio Abhay Ashtekar desarrolló una formulación cuántica de las ecuaciones de campo de relatividad general de Einstein. En 1988, los físicos Lee Smolin y Carlo Rovelli ampliaron esta línea de trabajo, y en 1990 mostraron que la gravedad se cuantifica bajo este enfoque.

Principalmente, los entusiastas de la gravedad cuántica de bucles levantan tres éxitos de este enfoque:

  1. Cuantifica la geometría espacial tridimensional de la relatividad general.
  2. Permite un cálculo de la entropía del agujero negro.

En lugar de una singularidad infinita en el momento del big bang, la teoría predice un ” gran rebote “, es decir, en los modelos simplificados utilizados para las exploraciones cosmológicas, resulta que dentro de la gravedad cuántica del bucle, no existe la singularidad del big bang, sino el universo. La historia se puede rastrear infinitamente en el pasado, paso a paso.

Sin embargo, LQG sufre de una serie de problemas; quizás lo más frustrante es que no sabemos si LQG se convierte en GR (relatividad general) a medida que avanzamos de la escala de Planck (cuantificada) a la escala (continua) en la que se realizan nuestros experimentos y observaciones.

La gravedad cuántica de bucles, en contraste con la teoría de cuerdas, se preocupa menos por la materia que habita el espacio-tiempo que por las propiedades cuánticas del espacio-tiempo mismo. En la gravedad cuántica de bucle, o LQG, el espacio-tiempo es una red. El fondo liso de la teoría de la gravedad de Einstein se reemplaza por nodos y enlaces a los que se asignan las propiedades cuánticas. De esta manera, el espacio se construye de fragmentos discretos. LQG es en gran parte un estudio de estos fragmentos.

La forma en que quiere pensar en LQG es que ama la relatividad general, y es básicamente una versión cuántica geométrica de la misma. Haces tu espacio discreto, y no necesitamos un portador de fuerza para describir la gravedad, también conocido como no gravitón.

Para apreciar LQG, realmente debes amar la relatividad general y estar disgustado por el concepto de portador de fuerza de QFT, entre otros temas dentro de la teoría.

Hay muchos aspectos de la teoría, pero para un lego eso es todo lo que realmente necesitas.