¿Es válida la teoría de la relatividad de Einstein en más de 3 dimensiones (o 4 dimensiones: 3 espacio + tiempo)?

¿Qué quieres decir con “válido”? Tenga en cuenta que a priori (en unidades naturales [0], al menos), las ecuaciones de campo de Einstein no tienen conexión intrínseca a la dimensión:

[matemáticas] G_ {ab} = 8 \ pi T_ {ab} [/ matemáticas]

ya que la métrica [math] g_ {ab} [/ math] puede ser de cualquier dimensión.

En la teoría de cuerdas, uno obliga a GR y SR a mantenerse, simplemente porque eso es lo que esperamos. Sin embargo, hasta que tengamos evidencia experimental, no hay razón necesaria y suficiente para que GR / SR se mantenga. Una cosa a tener en cuenta: la restricción de dimensión de la teoría de cuerdas (10 dimensiones) proviene de forzar la invariancia de Poincaré (Lorentz + traducción) y difeomorfismo , que es equivalente a obligar a las leyes de la relatividad a mantenerse. Como tal, siempre asumimos que es válido, aunque sea imposible de validar (al menos por el momento). Lea Polchinski, Capítulo 5 o Green-Schwarz-Witten, Capítulos 3-5 si desea ver las matemáticas que aplican GR / SR en una teoría de cuerdas. También abordo esto con cierto detalle en mi respuesta a De acuerdo con la teoría de cuerdas, hay 10 dimensiones y eso es todo. ¿Por qué no hay más de 10?

[0] Si introduce la constante de gravitación [matemática] G [/ matemática], terminará necesitando preocuparse por la dimensión ya que [matemática] G [/ matemática] cambiará con la dimensión. Muchos libros de The String Theory no cubren esto lo suficiente, pero el libro de texto de nivel universitario de Barton Zwiebach, A First Course in String Theory , cubre este punto bastante bien. Enlace: http://books.google.com/books/ab…

Existe el prodigioso esfuerzo de la teoría de Kaluza-Klein, que unifica GR y EM al postular una dimensión extra espacial similar a un tamaño muy pequeño. Si es así, entonces, en analogía con “Flatland”, en realidad residimos en un “Thinland” de espesor hiperespacial pequeño pero no cero.

Personalmente, percibo que una dimensión extra similar al espacio “w” podría explicar ambos para la energía de masa en reposo:

E ^ 2 = p ^ 2 + m ^ 2 = p_xyz ^ 3 + p_w ^ 2

es decir, la energía de la masa en reposo deriva del impulso “rebotando hacia adelante y hacia atrás” o “dando vueltas” a la dimensión espacial adicional “w”; y el giro de Fermions, que podría sumar un total, si Fermions tuviera un momento angular en la dirección “w” adicional:

xyz: J ^ 2 = s (s + 1) = 3/4

w: K = 1/2

giro total ^ 2 = J ^ 2 + K ^ 2 = 3/4 + 1/4 = 1

Y, si las partículas son realmente ondas estacionarias cuánticas en la dimensión “w” adicional, entonces los armónicos excitados más altos de esas ondas podrían explicar las generaciones más altas de materia en el Modelo Estándar de Física de Partículas, es decir, Muons & Tauons están excitados individualmente y doblemente. “Hiper-estados” del electrón, etc.

En 4 o más dimensiones espaciales, GTR tiene términos adicionales, basados ​​en R al cuadrado, en lagrangiano. Una constante de acoplamiento adicional acompaña este término. Una característica encantadora de esto es que permite la existencia de agujeros de gusano transitables sin la necesidad de materia exótica (energía negativa). Ver la gravedad de Gauss-Bonnet – Wikipedia

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