La gravedad emergente es el campo de estudio de la gravedad que no es fundamental, en el mismo sentido que las otras 3 fuerzas son fundamentales.
Tenemos electromagnetismo, y las fuerzas nucleares fuertes y débiles, que tienen excelentes descripciones teóricas cuánticas conocidas como teoría cuántica de campos.
No existe una teoría cuántica completa para la gravedad, porque no podemos alcanzar las energías o escalas muy pequeñas (la escala de Planck) que serían necesarias para hacer experimentos. La gravedad es muchos órdenes de magnitud más débil que las 3 teorías de campo cuántico.
- ¿La luz del sol viaja un poco más lenta (que la velocidad de la luz) cuando fue emitida por el sol (debido a la gravedad)?
- ¿Hay algo en este mundo que se oponga / repele la gravedad de la Tierra?
- ¿Qué avances en física prevé para 2017?
- Si viajé a 100 mph en un automóvil y arrojé un objeto al aire, luego detuve el automóvil inmediatamente, ¿irá el objeto hacia adelante?
- La afirmación de que la sustancia tiene masa, por lo tanto tiene gravedad, me parece un razonamiento circular. ¿Cómo es que ese no es el caso?
Se ha trabajado mucho para tratar de desarrollar la teoría de cuerdas o la gravedad cuántica de bucle u otras versiones de la gravedad cuántica, pero estos son en gran medida ejercicios teóricos sin experimentos discriminatorios disponibles para nosotros (en su mayor parte).
Durante la última década o más, muchos físicos han comenzado a pensar en el espacio-tiempo emergente, y si el espacio-tiempo es emergente, también lo es la gravedad.
El concepto es que el espacio-tiempo se define, entrelazado, por el enredo de campos cuánticos y partículas. Y como tal, contiene información y entropía, que es una propiedad estadística mecánica o termodinámica de un estado colectivo o masivo.
Erik Verlinde es un destacado teórico de cuerdas en los Países Bajos que en 2009 propuso que la gravedad es un fenómeno emergente, resultante de la entropía termodinámica de los microestados de campos cuánticos.
En 2009, Verlinde demostró que las leyes de la gravedad pueden derivarse asumiendo una forma del principio holográfico y las leyes de la termodinámica. Esto puede implicar que la gravedad no es una verdadera fuerza fundamental de la naturaleza (como, por ejemplo, el electromagnetismo), sino que es una consecuencia del esfuerzo del universo por maximizar la entropía. – Artículo de Wikipedia “Erik Verlinde”
En 2016, Verlinde extendió este trabajo de un modelo del universo anti-de Sitter poco realista al modelo de Sitter más realista. Nuestro universo desbocado se está acercando a una solución deSitter dominada por la energía oscura.
Propone que la relatividad general se modifique a grandes escalas de una manera que imite los fenómenos que generalmente se han atribuido a la materia oscura. Esto está en línea con MOND, o Dinámica Newtoniana Modificada. MOND es una propuesta de larga data de Mordehai Milgrom, quien argumenta que no hay materia oscura, sino que la gravedad es más fuerte a grandes distancias de lo previsto por la relatividad general y las leyes de Newton.
En un artículo reciente sobre cosmología y la naturaleza de la gravedad, el Dr. Thanu Padmanabhan expone 6 problemas con la cosmología canónica Lambda-CDM basada en la relatividad general y un universo homogéneo, isotrópico y en expansión. Las observaciones apoyan mucho este modelo canónico, con una fase de inflación muy temprana y con 1/3 del contenido de masa de energía en energía oscura y 2/3 en materia, principalmente materia oscura.
Y todavía,
1. La ecuación de estado (presión versus densidad) del universo primitivo es indeterminada en principio, así como en la práctica.
2. La historia del universo puede modelarse en base a solo 3 parámetros de densidad de energía: i) densidad durante la inflación, ii) densidad en el equilibrio radiación-materia, y iii) densidad de energía oscura en épocas tardías. Tanto la primera como la última son soluciones inflacionarias de Sitter impulsadas por la energía oscura, aparentemente sin conexión, y una muy rápida, y una muy longeva. (No se menciona aquí la densidad de la materia oscura).
3. Se puede construir una fórmula para el contenido de información en el horizonte cósmico a partir de estas 3 densidades, y el valor resulta ser 4π con alta precisión.
4. Hay un marco de referencia absoluto, para el cual el fondo cósmico de microondas es isotrópico. Hay una escala de referencia absoluta para el tiempo, dada por la temperatura del fondo cósmico de microondas.
5. Hay una flecha del tiempo, indicada por la expansión del universo y por el enfriamiento del fondo cósmico de microondas.
6. El universo, en lugar de los sistemas físicos, ha hecho una transición del comportamiento cuántico al comportamiento clásico.
“La evolución del espacio-tiempo en sí mismo puede describirse en un lenguaje puramente termodinámico en términos de grados de libertad adecuadamente definidos en el volumen y el límite de un volumen de 3”.
