La respuesta corta es, ¡no lo sabemos!
La respuesta larga es, ¡probablemente!
Para responder a esta pregunta, necesitamos una teoría de la versión cuántica de la teoría que describa, muy bien, la física clásica del espacio-tiempo dinámico acoplado a la materia / energía, siendo la mejor teoría actual de la gravedad : la teoría de la relatividad general de Einstein . Lo que buscamos, entonces, es una teoría de la gravedad cuántica . Se han ideado y se están elaborando varios enfoques con diferentes medidas de éxito, pero después de décadas de arduo trabajo de legiones de físicos muy inteligentes y muy dedicados, ningún enfoque único ha producido un modelo completamente satisfactorio hasta la fecha.
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Hasta donde sé, el espacio-tiempo no se cuantifica en ninguna configuración teórica de cuerdas. Lo que sucede en algunos escenarios artificiales y fibrosos es que se manifiesta algo elegante llamado geometría no conmutativa. Esto hace que el espacio-tiempo sea “difuso” en escalas comparables a la longitud de Planck, pero esto no es realmente espacio-tiempo cuántico en el sentido de que no impide que exista espacio-tiempo continuo, “no cuantizado”, sino que simplemente impide que uno pueda resolver áreas / volúmenes en el espacio-tiempo con precisión arbitraria.
Que yo sepa, el único enfoque que ha enmarcado una noción de espacio-tiempo genuinamente cuantizado es la gravedad cuántica en bucle. En este enfoque, no comenzamos con una configuración continua y esperamos que el espacio-tiempo se cuantifique, comenzamos con la suposición de que el espacio-tiempo se cuantifica y construimos una teoría del espacio-tiempo dinámico y cuántico de esta manera, de una manera que con suerte sea consistente con La teoría clásica de la relatividad en el límite clásico, no cuántico.
Hay mucha motivación para creer que el espacio-tiempo se cuantifica en última instancia. Sabemos que la teoría clásica de la relatividad general se rompe a muy altas energías y escalas muy pequeñas, donde los efectos cuánticos se vuelven significativos. En tales regímenes, necesitaremos una teoría de la gravedad cuántica para describir las leyes de la física, en cuyo contexto el espacio-tiempo mismo es explícitamente mecánico cuántico.
Hay dos grandes pistas que mucha investigación está siguiendo actualmente. Estas son las historias no completamente dispares de la radiación de los agujeros negros y el principio holográfico . El espectro térmico de la radiación del agujero negro , en sí mismo implica en última instancia la física gravitacional cuántica cerca del horizonte del agujero negro, proporciona una restricción altamente fascinante y de baja energía en la física de alta energía , que cualquier teoría satisfactoria de la gravedad cuántica tendrá que reproducirse en última instancia. El principio holográfico, notablemente , nos da una ventana sobre cómo encapsular la física gravitacional dentro del contexto de una teoría de campo cuántico no gravitacional “ordinaria”. En última instancia, esto puede allanar el camino para una reformulación profunda y no geométrica de la física gravitacional que pueda extenderse fácilmente para describir la física gravitacional cuántica. Este es, en cierto sentido, el sueño de la historia holográfica, sin embargo, solo estamos dando pequeños pasos, por muy emocionantes que sean, ¡ya que ocurren! 🙂