¿Es la no linealidad de la relatividad gravitacional lo que impide su cuantización?

Según tengo entendido, lo que impide la cuantización ingenua de la relatividad general no es la dinámica, per se, sino la constante de acoplamiento gravitacional dimensional . Esto, en particular, significa que el GR cuantificado ingenuamente no es renormalizable , no tiene poder predictivo más allá del régimen de baja energía, ya que necesitaríamos especificar un número infinito de parámetros para hacer predicciones (a menos que la teoría sea lo que se llama asintóticamente gratis , pero no creemos que lo sea).

En cualquier caso, el hecho de que la dinámica no sea lineal no impide la superposición de estados. ¡La dinámica de las teorías de campo cuántico interactuantes es potencialmente altamente no lineal, por ejemplo!

Las principales dificultades para construir una teoría satisfactoria de la gravedad cuántica son, diría, conceptuales. En particular, los problemas de dependencia de fondo y el problema del tiempo son mucho más pertinentes que la no linealidad de la dinámica gravitacional, que yo sepa.

No diría “lo básico de la mecánica cuántica es la superposición lineal”. La superposición es un fenómeno en la mecánica cuántica (no solo en QM), sino que no la necesita para definir o resolver QM.

La no linealidad dificulta las cosas, pero no es un obstáculo que no podamos manejar. Tenemos una solución completa para algunos sistemas no lineales y una solución aproximada para muchos otros. (El modelo estándar de física de partículas en no lineal).

El problema con la gravedad viene con una propiedad llamada “no renormliazbile” de la teoría. Esto básicamente nos dice que no podemos simplemente cuantificar el grado de libertad de gravedad y obtener una teoría cuántica consistente, sino que algo debe cambiar dramáticamente a una distancia muy pequeña.

La propiedad también es compartida por elector-magnetisim, sin embargo, en el caso de EM conocemos la teoría subyacente electro-débil, que resuelve el problema.

Es una buena pregunta La no linealidad ciertamente hace que todo sea más complicado, pero creo que el problema es algo más profundo que eso.

Las no linealidades en una teoría clásica no son necesariamente impedimentos para la cuantización. Por ejemplo, la dinámica clásica de un electrón que orbita un núcleo es definitivamente no lineal, pero el sistema aún puede cuantificarse. (Creo que lo mismo es cierto para las teorías de calibre no abelianas y algunos modelos de cadenas simples).

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