¿La relatividad y la mecánica cuántica cubren todo el campo de la física?

A .: No. (en varias capas; sigue leyendo).

  1. Dado que la “relatividad” en la pregunta no está calificada de otra manera, supondré que significa (relatividad general) (de Einstein) (en lugar de “relatividad especial “).
  2. Dado que la “mecánica cuántica” en la pregunta no está calificada de otra manera, asumiré que significa “mecánica cuántica relativista” (en lugar de “mecánica cuántica no relativista”). Este último es lamentablemente insuficiente como una descripción del “campo completo de la física” ya que (por diseño) no puede explicar la descomposición / creación de partículas.

Como se sabe que uno de los dos “ingredientes” citados en la pregunta es insuficiente, y el otro manifiestamente no lo complementa en esta insuficiencia conocida, la suma de los dos tampoco puede ser suficiente.

Peor aún, la relatividad general y la mecánica cuántica relativista son, como se define, mutuamente inconsistentes; vea abajo.

La teoría cuántica (marco) más general que acomoda la descomposición / creación de partículas es la teoría cuántica de campos. Entonces, uno podría otorgar al OP la generalización a la pregunta “ ¿La relatividad general y la teoría del campo cuántico cubren todo el campo de la física? ” ¡Pobre de mí! la respuesta sigue siendo “no”, ya que la relatividad general y la teoría del campo cuántico son, como se define, mutuamente inconsistentes.

Esta inconsistencia fundamental se ve en las características fundamentales de la relatividad general, por un lado, y de la física cuántica, por el otro.

  1. En la relatividad general, la presencia de materia curva el espacio-tiempo y, por lo tanto, define una clase de sistemas de coordenadas (marcos de observación) en los que el objeto material está en reposo. En un marco de “co-movimiento” de este tipo, el objeto está perfectamente bien localizado.
  2. En toda la teoría cuántica (teoría del campo cuántico, así como sus límites relativistas y no relativistas), las relaciones de indeterminación de Heisenberg impiden una determinación infinitamente precisa de dónde está un objeto material y cuál es su momento lineal.

Estas dos características fundamentales evidentemente se contradicen entre sí, excepto si el “objeto material” no es localizable (en principio) a un punto.

Es por eso que uno considera la “teoría de cuerdas” (un “poco” de un nombre inapropiado, ya que incluye no solo cadenas sino también objetos de extensión espacial más dimensional, como membranas y otras ‘branas). Allí , la “ubicación” especificada en un marco de coordenadas general-relativista “co-móvil” es el centro de masa de un objeto material, que no necesita estar donde está realmente el objeto material extendido espacialmente , y al cual, por lo tanto, el Heisenberg las relaciones de indeterminación no se aplican.

Es por eso que uno considera ideas espumosas (diversas motivadas) del espacio-tiempo, en donde un “punto de espacio-tiempo” es simplemente una noción promediada, obviando / evadiendo nuevamente la contradicción entre la relatividad general y la física cuántica.

Pero incluso si se formulara una unificación tan reconciliadora de la relatividad general y la teoría cuántica de campos, se demuestre que es completamente autoconsistente y se demuestre que es consistente con todas las observaciones, este sueño de una teoría unificada ” abarcaría todo el campo de la física ?

Mi respuesta sigue siendo “no”.

Tal verdadera unificación de la relatividad general y la teoría del campo cuántico no ” cubriría ” todo el campo de la física, sino que proporcionaría una base para comprender “todo el campo de la física”, es decir, subyacería (en lugar de cubrir ) todo el campo de la física. física.

La construcción del “resto del campo de la física” sobre esta base seguramente requerirá conceptos e ideas adicionales, y al menos aquellos que comprenden métodos estadísticos, fenómenos colectivos / emergentes y dinámicas no lineales, que posiblemente incluyan también “caos.”

Quizás la siguiente analogía ayude: la construcción de una hermosa catedral, palacio o castillo no está cubierta por ladrillos; Sin embargo, la construcción de ladrillos (mampostería de piedra, marcos, etc.) subyace en la construcción de todas las catedrales, palacios y castillos.

Ver: mis respuestas a
• “¿Probar la teoría de cuerdas significará el fin de la física teórica?”, Y también
• “¿Hay algún conflicto entre la teoría del campo cuántico y la teoría de cuerdas? En caso afirmativo, ¿cuál de esas dos teorías es la más viable? ”, Y
• “¿Es la teoría de cuerdas la ecuación matemática perfecta para la teoría de todo?”.

Además, la teoría de partículas y campos de conceptos avanzados puede ser de ayuda, especialmente sus capítulos preliminares 1 y 2.

Bueno … en teoría, podría derivar (por ejemplo) el período de oscilación de un péndulo de esos dos campos (especialmente si entendemos el problema de la gravedad cuántica).

Pero explicar cosas como cómo se forman las nubes o por qué la hierba es verde sería increíblemente difícil de hacer desde esos primeros principios.

La ciencia generalmente no comienza desde los niveles más bajos de explicación y mejora.

Confiamos en las explicaciones de nivel medio, como las leyes de los gases ideales, las leyes de la termodinámica o las diversas leyes de conservación. Estos describen las propiedades masivas de la materia en términos muy simples con los que es fácil trabajar.

Luego, desde que se resolvieron, hemos terminado con un enfoque de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba para unir estas cosas.

Entonces supimos cómo funcionan los átomos antes de la teoría cuántica, entonces podríamos unir por qué las leyes de los gases funcionan desde la teoría atómica. Entonces podemos conectar la teoría atómica con la teoría cuántica. Pero mientras hacemos eso, también estamos descubriendo cómo funciona la atmósfera usando cosas como esas leyes de gases.

Entonces, sí, es teóricamente posible explicar una nube haciendo referencia a la forma en que funciona la atmósfera, luego explicar eso en términos de la forma en que se comportan los gases y los líquidos y el intercambio de energía, luego explicar eso en términos de la forma en que los átomos funcionan e interactúan, y luego explique eso en términos de quarks y glueons y tal, y finalmente, explique eso en términos de teoría cuántica.

Pero esto no es lo que generalmente hacemos.

Cosas similares se aplican con la relatividad en la escala de lo muy grande.

Entonces, la respuesta es que PODRÍAS hacer esto, ¡pero nadie lo hace porque eso sería completamente una locura!

Algunos de los problemas más difíciles en la física surgen precisamente porque hay lugares extraños donde las cosas muy grandes o muy comunes suceden para revelar algo que requiere una explicación desde muy pequeño.

Entonces, uno de mis ejemplos favoritos de algo que la ciencia no sabe es que si retira lentamente algo de esa cinta adhesiva sensible a la presión de su rollo, y lo hace en una habitación muy oscura con sus ojos totalmente oscuros adaptados, usted Verá un brillo azul muy extraño en el punto donde la cinta sale del rollo. No sabemos por qué sucede eso, pero se cree que requiere una teoría cuántica para explicarlo.

En el otro extremo de la escala, el software de GPS en su teléfono tiene que tener en cuenta la relatividad especial y general para dar sentido a las señales que provienen de esos satélites GPS … por lo que la relatividad también (rara vez) se entromete en la vida diaria.

Pero piense en la física como capas construidas sobre capas.

Tal vez algún día demostremos la teoría de cuerdas, y luego habrá otra capa que sustenta la teoría cuántica, y tal vez descubramos las anomalías en la gravedad a gran escala y la expansión del espacio, y tendremos una capa de explicación detrás de la relatividad. Por lo tanto, las probabilidades de que sigamos jugando en las capas medias de la explicación son buenas.

No en mi opinión Pero yo diría que la teoría de campo cuántico, que es una especie de fusión de relatividad y control de calidad, prácticamente lo cubre. Sin embargo, hay muchos campos diferentes, por lo que no es como estar cubierto por una “manta única”. Además, debe cambiar de la imagen de partículas de QM a la imagen de campo de QFT. Si lees mi libro, o solo el capítulo 10, que está disponible gratis aquí, creo que obtendrás una buena comprensión de la física. De hecho, si todos leyeran mi libro, no creo que haya más preguntas sobre física en Quora. (Es una broma.)

Para responder a su pregunta, es mejor dividir las cosas en la teoría de cuerdas y comenzar con hebras vibrantes de energía que forman el campo de Higgs.

Pero primero una definición de terminología:

1. La relatividad , que incluye tanto general como especial, está esencialmente relacionada con viajar a través del espacio o hacer que el espacio viaje a través de ti. En otras palabras, el elemento de vectores o escalares por unidad de tiempo.

2. Mecánica cuántica : esta es la definición del espacio que es esencialmente el campo de Higgs compuesto de cuerdas vibratorias hechas de energía en forma de dipolos abiertos y bucles cerrados de monopolos.

Entonces, cuando todo se divide en los componentes básicos de la cadena, y para responder a su pregunta, entonces sí, cubren todo el campo de la física.

El siguiente artículo puede ayudar a comprender la conexión entre la relatividad y la mecánica cuántica. Y cómo se ve afectado el tiempo cuando se viaja a través de la “melaza” del campo de Higgs que ralentiza todo, incluida la luz misma, que establece el límite de velocidad máxima para la relatividad.

La respuesta de George Davros a ¿Qué es la relatividad general?

La relatividad general es simplemente incorrecta, ya que es inconsistente con las observaciones de los perfiles de densidad de galaxias correspondientes a la siembra a través de ondas de densidad esféricas a nuestro alrededor .

Estas ondas están presentes en el conjunto de datos SDSS BOSS. Puede reproducir la trama simplemente siguiendo un script simple a continuación:

################################################## ####

Data Trove: aquí puede consultar mis cálculos y recrear el Mapa del Universo siguiendo instrucciones simples.

Universe Trove de Marco Pereira en Hypergeometrical Universe

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No hace falta decir que los modos naturales de oscilación que producirían ondas esféricas no son algo que se pueda inventar en un 4D Spacetime.

Es un resultado natural de una topología hipersférica en expansión de velocidad de la luz (que HU propuso en 2005, en caso de que esté a punto de descubrir que el Universo es hiperesférico .. 🙂

En resumen:

La relatividad general y el L-CDM, la materia oscura, la energía oscura, la teoría de la inflación, la física de la singularidad y el mecanismo de Higgs para la creación de masas son simplemente incompatibles con las observaciones astronómicas recopiladas en el conjunto de datos SDSS BOSS.

Presenté el argumento, los datos (sus datos), los scripts, y también hice un video para ayudar a configurar el entorno anaconda … 🙂

Entonces, la evidencia es clara. Tan claro como la falta de retroceso por parte de la comunidad.

HU también demuestra que la estricta relatividad es ingenua (no está mal, numéricamente).

Entonces, a partir de esto, puedes concluir que GR, SR no son parte de lo que necesitamos para explicar el Universo. La mecánica cuántica está bien, aunque la interpretación de Copenhague es incorrecta (no se debe usar) y no se deben hacer muchos argumentos para agitar las manos (partículas virtuales).

Las partículas virtuales son estrategias matemáticas para calcular las relaciones de ramificación en reacciones de descomposición o procesos de dispersión. No deben interpretarse como si fueran reales.

Elevé la respuesta de Rodney Brooks porque es perfecta. En cuanto a mi propia respuesta como no físico, sino muy interesado, diría que QM es la física de lo muy pequeño y la Relatividad es la física de lo muy rápido (y tal vez grande), pero hay muchas terreno importante en el medio. Puede intentar leer La historia más grande jamás contada hasta ahora: ¿por qué estamos aquí? por Lawrence M. Krauss para algunos de los matices entre QM y QFT y los problemas de cualquiera con la Relatividad.

No exactamente. La termodinámica se deriva de la existencia de moléculas, que podrían considerarse parte de la teoría cuántica, pero creo que se considera en gran medida una disciplina separada, ya que se basa principalmente en estadísticas matemáticas. La dinámica no lineal (caos y turbulencia) se considera de manera similar como un campo separado.

Entre ellos cubren la entidad de lo que se conoce y se entiende en física.

Hay cosas que estas teorías no explican. La física incluye esas cosas, ya que es el estudio de la naturaleza.

Ni remotamente. Es dudoso que alguna vez tengamos alguna teoría que explique ambos mundos, y no tiene sentido intentarlo. Necesitamos estudiar el mundo cuántico sin las leyes de la física tal como las conocemos, y pasará mucho tiempo antes de que realmente comprendamos.

Más o menos, siempre y cuando la mecánica cuántica se refiera a la teoría cuántica de campos.

No. Hay una cosa más llamada mecánica estadística. Estos 3 ahora cubren todo.

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