¿Por qué el modelo estándar excluye la gravedad?

El modelo estándar excluye la gravedad porque los fenómenos que se inventó para abordar involucran masas tan pequeñas que la interacción gravitacional es insignificante en las energías y distancias relevantes, y también porque nadie sabía cómo hacer la teoría cuántica de la gravedad correcta cuando se formuló. (¡o incluso ahora para el caso!).

Es * posible * incluir efectos gravitacionales en los cálculos basados ​​en el modelo, pero rara vez conducen a una diferencia significativa en los resultados y no tienen en cuenta la naturaleza cuántica esperada del campo gravitacional en sí mismo, por lo que ese “campo efectivo” El enfoque es más una solución práctica que un candidato para la teoría “verdadera”. Algunas personas, especialmente tal vez aquellas que trabajan en astrofísica y cosmología, ahora piensan en ese híbrido “SM + GR” como el “nuevo estándar”, pero no pretende ser el modelo que finalmente funcionará en todos los niveles de energía.

Históricamente, nuestros intentos de proporcionar una teoría cuántica covariante de partículas y campos en interacción comenzaron con la formulación de Dirac de una teoría de electrones y fotones que condujo a problemas con predicciones aparentemente divergentes que solo fueron parcialmente resueltas por la teoría QED renormalizada de la década de 1950. El trabajo posterior agregó más partículas y campos a la mezcla, y en el proceso “unificó” fuerzas aparentemente diferentes en una teoría simétrica en la que las diferencias entre las fuerzas que vemos se entienden como resultado de una “transición de fase” que rompe la simetría en de forma análoga a la forma en que un cristal de hielo ya no tiene la simetría rotacional 3d del fluido del que se condensó. Ese modelo, que abarcaba todo excepto la gravedad y llegó a ser conocido como el “Modelo Estándar” para la física de partículas elementales, predijo la existencia de una partícula (comúnmente llamada “Bosón de Higgs”) con masa y otras propiedades que se han detectado recientemente en LHR, pero su consistencia matemática y su integridad en el rango de energías aún más altas aún no se ha establecido. Incluso puede ser cierto que una teoría completamente completa no puede formularse sin incluir la gravedad cuántica, pero la inclusión de la gravedad en el “campo efectivo” probablemente no sea esa teoría.

Porque el modelo estándar es un modelo de mecánica cuántica. La gravitación tiene una roca atada alrededor de su cuello, llamada Relatividad General. La relatividad general es una teoría fallida: lo mejor que puede hacer es proponer que el universo es inestable y se equilibra al borde de una densidad crítica. Su descendencia, L-CDM, es una teoría de ajuste que ajusta los datos incorrectos a parámetros no compatibles y ambos pierden una dimensión espacial completa y una expansión de velocidad de la luz.

Puedes leer sobre GR aquí:

¿Cuándo es una teoría, una teoría? por Marco Pereira en Universo hipergeométrico

Este es un error común. Es fácil escribir una teoría que incluya todas las partículas del Modelo Estándar junto con la gravedad. Esta teoría es perfectamente consistente con prácticamente todas las medidas conocidas. El problema es que la teoría se descompone a energías muy altas (comparable a la escala de Planck). Si queremos describir procesos a esas energías, necesitamos una teoría más fundamental. Tales procesos de alta energía son muy interesantes pero también muy especiales (por ejemplo, agujeros negros y justo después del Big Bang). Para todo lo demás, el modelo estándar + la gravedad de Einstein está bien.

Aquí hay una analogía cercana: piense en el modelo estándar + la gravedad de Einstein como una serie de Taylor para diferentes cantidades en función de la energía: [matemáticas] f (E) = a_0 + a_1 (E / M _ {\ mathrm {pl}}) + a_2 (E / M _ {\ mathrm {pl}}) ^ 2 + \ dots [/ math] (donde [math] M _ {\ mathrm {pl}} [/ math] es la masa de Planck). Para la mayoría de las aplicaciones, solo necesitamos los primeros términos de esta serie para obtener una buena aproximación. Sin embargo, cuando [math] E [/ math] se vuelve tan grande como [math] M _ {\ mathrm {pl}} [/ math], necesitamos algo más que los primeros términos: necesitamos conocer toda la función [math ] f (E) [/ matemáticas]. Intentar encontrar la teoría que nos da la función completa en lugar de solo los primeros términos de una serie de Taylor es una de las principales cosas en las que están trabajando los teóricos de alta energía.

Como se sabe hoy en día, el campo gravitacional aún no se encuentra en la etapa de unificación con los tres campos o fuerzas unificadas, hay intentos serios de encontrar la forma de cuantificar este campo (LOQ QUANTIZED GRAVITY LQG), para estar dentro del Modelo Estándar.

La gravedad no se ha agregado al modelo estándar porque no se “ajusta”.

En otras palabras: la teoría de la gravedad entra en conflicto con el modelo estándar. Algo (s) en el modelo estándar y / o la teoría de la gravedad necesita (s) cambiar o mejorar antes de que se pueda agregar la gravedad.

Debido a que todas las otras fuerzas en el Modelo Estándar están cuantizadas, tienen “bosones medidores”. No podemos encontrar uno para la gravedad. Entonces, tratar de encajarlo en el Modelo Estándar es como tratar de encajar una clavija cuadrada en un agujero redondo.

Si el gravitón existe, sabemos mucho sobre él, como que su giro es 2, un valor inusualmente alto para una partícula elemental. Pero demostrar que existe es difícil, en realidad detectarlo directamente es aún más difícil.

Necesitamos una teoría de la gravedad totalmente cuántica, no las teorías semicánticas, incluso nuestras mejores teorías actuales son.

Puedes creer que todo lo que se requiere es un ajuste minúsculo evasivo, o tienes que admitir que tienes que volver a Newton y explicar dónde se equivocó con Gravity. Hice lo último y parece estar pagando dividendos.

Gravedad cuántica explicada

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