La mecánica cuántica y la relatividad general son esencialmente dos descripciones fundamentalmente diferentes de la forma en que funciona el universo . Mientras que el primero se ocupa de los campos y las interacciones de partículas, en el espacio-tiempo plano, actuando en la escala atómica, el segundo se ocupa de las fuerzas entre las estructuras a gran escala, y cómo esto está mediado a través de la curvatura del espacio-tiempo mismo.
Sin embargo, un fenómeno como la singularidad es de gran curiosidad aquí, porque, mientras que las masas son lo suficientemente altas aquí como para que la gravitación actúe de manera significativa, su compresión en el espacio es tan alta que las fuerzas a escala atómica también se vuelven importantes. Por lo tanto, la descripción exacta de lo que sucede aquí no está definida porque necesita acomodar con éxito ambas descripciones. Este es realmente el problema central de las teorías de la gravedad cuántica: los intentos de unificar ambas teorías y llegar a una descripción coherente y correcta al hacerlo.
Algunas de las dificultades reales para conciliar los dos son:
- ¿El tiempo se convierte en espacio o el tiempo en distancia?
- Si los gravitones causan gravedad, y nada puede ir más rápido que la luz, ¿un agujero negro no tendría atracción gravitacional, ya que incluso los gravitones no pueden escapar?
- ¿Por qué existe la necesidad de unificar la mecánica cuántica y la relatividad general, y qué se entiende por tal unificación?
- ¿Hay algún experimento mental que pueda crearse para descubrir que las Leyes / GR de Newton se aplicarían a los agujeros negros?
- ¿Qué limita la amplitud de una onda de luz?
- La forma más obvia de “cuantificar” el campo gravitacional da como resultado una descripción que no es renormalizable . Esencialmente, las técnicas estándar que funcionan bien en la mecánica cuántica para eliminar infinitos mientras se suman los términos de corrección en los cálculos de perturbación no funcionan aquí. Uno termina con muchos infinitos mientras calcula cantidades físicas reales a partir de tal teoría. Pocas teorías de la gravedad cuántica intentan evitar este problema mediante principios de simetría que reducen los infinitos parámetros necesarios para una descripción, en un número finito, que hacen posible una teoría cuántica de la gravedad efectiva.
- La relatividad general, como es, se descompone en las singularidades , y la mecánica cuántica se vuelve inconsistente con la relatividad general en este vecindario. Cualquier teoría gravitacional cuántica exitosa necesita llegar a una descripción precisa de la singularidad.
- El tiempo tiene diferentes significados en la teoría cuántica y la relatividad general . Unificar estas teorías requerirá una comprensión más profunda de cómo formular mejor esta entidad en ellas.
- El campo gravitacional relativista de una partícula no puede especificarse con precisión cuando se tiene en cuenta el principio de incertidumbre (La posición y el momento de la partícula no se pueden conocer simultáneamente, y la descripción de la curvatura campo / espacio-tiempo se basa en esto). Se requiere una mejor comprensión de la relatividad general en este contexto.
Citando el artículo wiki Gravedad cuántica: ” Hay una serie de teorías de gravedad cuántica propuestas. Actualmente, todavía no existe una teoría cuántica de la gravedad completa y consistente, y los modelos candidatos aún necesitan superar importantes problemas formales y conceptuales. También se enfrentan El problema común es que, hasta ahora, no hay forma de poner las predicciones de gravedad cuántica en pruebas experimentales “.
El éxito de un modelo gravitacional cuántico sobre otro se decidirá en última instancia por su solidez formal, consistencia, corrección e integridad respaldada por los resultados de los experimentos (que a día de hoy son bastante difíciles de realizar)
