¿La longitud de Planck sería diferente en ciertas áreas debido a la distorsión espacial de la gravedad?

Esa es una pregunta muy curiosa, que condujo a una interesante rama de la teoría de la relatividad en las últimas décadas y media (con raíces que se remontan a la década de 1940).

La relatividad especial se basa, en parte, en la noción de que existe una velocidad invariable, que resulta ser la velocidad de vacío de la luz [matemáticas] c [/ matemáticas]. Para preservar esta invariancia, la teoría reemplaza las transformaciones de coordenadas galileanas por las transformaciones de Lorentz, lo que garantiza que el valor de [math] c [/ math] siga siendo el mismo para todos los observadores.

Ingrese la teoría cuántica, que predice, entre otras cosas, una escala de longitud que representa, en cierto sentido, la longitud significativa más pequeña en una interacción cuántica. Esto, por supuesto, es la longitud de Planck. Pero bajo las reglas de transformación de coordenadas de la relatividad especial, las longitudes no son invariables: un observador en movimiento ve las longitudes contraídas a lo largo de la dirección del movimiento. ¿Qué significa esto para la longitud de Planck?

Algunos sostienen que no significa absolutamente nada. La longitud de Planck es una pieza de ficción, no una cantidad medible. Entonces no tiene sentido transformarlo.

Pero otros no están satisfechos con esta respuesta, y buscaron extensiones de la teoría de la relatividad que permitirían una longitud invariante, además de la velocidad invariante.

Y sorprendentemente, tal teoría existe. Se llama relatividad doblemente especial. Introduce una nueva relación de dispersión para fotones y una formulación no lineal reemplaza la contracción de longitud de Lorentz.

Durante un tiempo, esta propuesta fue seriamente considerada por muchos físicos, pero el consenso general en estos días parece ser que sus predicciones son inconsistentes con la observación. Específicamente, la relación de dispersión introduciría un efecto dependiente de energía que no se ve en fotones de alta energía de origen cósmico.

El romance de las unidades de Planck como revelación de verdades profundas y profundas sobre el universo es infundado. Otras combinaciones de las llamadas “constantes” conducen a valores diferentes. En mi opinión, esto no es física: el valor de Planck, la longitud, la masa y el tiempo no se derivan de ninguna interacción física entre G , h y c . Entonces, aunque mi respuesta no está en el punto, porque la longitud de Planck no tiene importancia per se como longitud, el problema se reduce a si alguna longitud es deformable por gravedad. El área en exceso se define por un cambio en el radio que representa la curvatura

dr = MG / 3 (c ^ 2) .

Entonces, si eres de la persuasión de que la masa causa una curvatura espacial por Einstein, entonces la longitud de Planck se vería afectada

Incluso si lo hiciera, realmente no podría decirlo sin ambigüedades. La contracción de la longitud y la dilatación del tiempo debido a la aceleración oa la velocidad relativa son efectos relativistas. No puede decir que una medida es “más verdadera” que otra, todas son correctas para su marco de referencia y son equivalentes cuando se realizan las traducciones adecuadas.

Sí, la teoría parece implicar que para un observador que se mueve a una velocidad relativista, la longitud de Planck se vería más corta, pero eso no lo haría realmente más corto. Lo mismo que mirar un objeto con longitud contraída no haría que el objeto fuera más corto.

Huelga decir que no podemos concebir ninguna forma de medir la longitud de un tablón en realidad, y sigue siendo el problema de tratar de medir algo que se mueve a una velocidad relativista en comparación con el uso de una regla que está sosteniendo en sus manos. Solo podemos hablar sobre estas cosas usando la teoría.

Aquí está la definición de la longitud de Planck:

[math] \ ell_ \ mathrm {P} = \ sqrt \ frac {\ hbar G} {c ^ 3} [/ math]

¿Ves la parte donde podrías conectar la “distorsión espacial de la gravedad”? Yo tampoco. La longitud de Planck es constante porque se define únicamente en términos de otras constantes.

Si la longitud de Planck correspondía a algo físico sobre el universo, entonces esa cosa física podría variar en diferentes lugares, pero no es así. El mito parece ser tan difícil de eliminar como la noción de que hay magia escondida en pi en alguna parte. La longitud de Planck no es en ningún sentido una “longitud mínima del universo”. Es simplemente el punto donde la relatividad general y la mecánica cuántica son significativas en los cálculos, y nuestra falta de una teoría unificada entre los dos se vuelve imposible. Esa es una limitación de la teoría, no una limitación del universo. La longitud de Planck puede o no desempeñar un papel en cualquier teoría que lo reemplace, pero no hay forma de responder preguntas sobre una teoría que no tenemos.

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