¿Por qué la teoría de la relatividad se considera incorrecta?

Entonces, hay un par de cosas posibles que podría decir con esta pregunta.

Tal vez se pregunte sobre la física de esto, y por qué puede haber escuchado que creemos que la Relatividad General debe estar incompleta. Esto no es lo mismo que ‘equivocado’, la teoría es increíblemente exitosa en hacer lo que hace una teoría … proporciona una explicación de lo que observamos y un marco unificador para entenderlo. Las teorías no son realmente correctas o incorrectas, son exitosas o no exitosas. La relatividad es extremadamente exitosa.

El problema aquí es que nuestra otra teoría realmente exitosa (QM y su desarrollo en el Modelo Estándar) no es compatible con la Relatividad General. Las descripciones y métodos no encajan. Por lo tanto, uno o ambos necesitarán ser cambiados si encontramos una teoría más amplia que abarque ambos (una ‘teoría de todo’). Es una cuestión de fe para los físicos que el mundo tiene sentido y es una cosa, y en cualquier caso hay situaciones en las que las teorías tienen que superponerse (escalas muy pequeñas, el interior de un agujero negro, etc.) Ambas teorías no puede ser correcto cuando se aplican a estas regiones, y GR claramente se descompone, por lo que parece a todos que debe haber una teoría tan nueva.

Por lo tanto, esperamos que GR (y el Modelo Estándar también) sean reemplazados eventualmente. Se podría decir que creer que GR está mal en algún sentido (especialmente porque la mayoría de las personas que escriben sobre esto están saliendo del lado cuántico de las cosas y, naturalmente, esperan que GR haga la mayor parte del cambio).

La otra cosa sobre la que podría preguntarse es la psicología de un fenómeno diferente: por qué las personas inteligentes creen que la Relatividad Especial y General están mal, punto.

La red está llena de este tipo, y también hay un buen número en Quora. Estas personas (en su mayoría) no son idiotas, pero tampoco son realmente racionales al respecto. “Por qué” es una pregunta psicológica, que ciertamente no estoy calificado para responder, pero creo que estas teorías dicen que muchas de nuestras creencias profundamente arraigadas sobre el mundo están equivocadas, en formas que estas personas encuentran ofensivas e imposibles de aceptar. Debido a que no pueden abandonar ciertas ideas preconcebidas, que les parecen completamente necesarias, no pueden aceptar lo que la relatividad implica sobre el mundo. Debido a que son personas inteligentes y reflexivas, tampoco pueden dejarlo ir. Esto los lleva a tratar de encontrar errores en la teoría y a convencerse de que los han encontrado, incluso cuando no lo han hecho. Como observó Feynman, la ciencia se trata de no engañarnos a nosotros mismos, y somos las personas más fáciles de engañar.

El hecho es que, dentro de los límites mencionados anteriormente, la relatividad es la teoría más elegante, consistente y bien verificada que los humanos jamás hayan creado. Cualquiera que le diga que ha encontrado una falla en la teoría es, casi sin excepción, un chiflado. Eso no los hace estúpidos o indignos de respeto. Pero los hace equivocarse.

Finalmente, alguien encontrará una teoría más amplia. Pero comenzarán con la relatividad tal como la conocemos e irán más allá, no se apartarán y la denigrarán.

Ni la relatividad especial, que trata con objetos en un marco de referencia inercial, ni la relatividad general, que trata con marcos de referencia acelerados, está equivocada. En común con la mecánica cuántica, siempre estamos extendiendo las leyes de la física a situaciones que no se contemplaban anteriormente. En esas circunstancias, a veces encontramos que las formulaciones que conocemos son descripciones incompletas del universo observable. Por ejemplo, todos entendemos intuitivamente la idea de causa y efecto. ¿Con qué frecuencia le preocupa la causa y el efecto cerca del horizonte de eventos de un agujero negro? ¿Aplica? ¿Las cadenas de eventos simplemente desaparecen con toda su historia?

Los agujeros negros son una de las circunstancias imprevistas en las que la relatividad general puede no aplicarse. Otra es las pequeñas dimensiones en la escala de Planck donde las leyes cuánticas pueden entrar en conflicto con la relatividad general.

Las leyes de movimiento de Newton todavía funcionan, aunque requieren modificaciones en campos de gravedad fuertes. Nadie los considera “equivocados”. Del mismo modo, en sus límites extremos, muchas otras leyes clásicas necesitan modificaciones. Tampoco están equivocados.

La Relatividad Especial y la Teoría General de la Relatividad son aceptadas como la mejor teoría disponible en su campo por la gran mayoría (en realidad abrumadoramente amplia) de físicos. Dicho esto, la física no es un concurso de popularidad ni una democracia, por lo que la cantidad de científicos que piensan que es la mejor teoría solo es importante porque también son el mismo grupo de personas que realizan los experimentos y observaciones que muestran que las predicciones de la Relatividad son preciso. Sin embargo, sabemos que la relatividad está mal (si queremos usar esa terminología).

En el pasado, las teorías científicas que se verificaron a fondo se llamaron “Leyes”. El paradigma para la ciencia era que los teóricos “descubrieron” las Leyes de la Naturaleza como si las Leyes de alguna manera ya existieran. La mejor analogía que puedo usar es la historia del niño preguntando al escultor, “¿cómo sabías que el león estaba dentro de ese pedazo de piedra?”. Se creía que las leyes de la naturaleza eran inmutables y permanentes. Por ejemplo, la Ley de la gravedad universal de Newton.

Hoy llamamos incluso a teorías “hipótesis” bien verificadas y probadas. Se cree que las teorías en el paradigma moderno de la ciencia son nuestra mejor conjetura actual y se cree que cada teoría es simplemente el marcador de posición actual. La visión moderna de una teoría científica es algo similar a nuestra visión de un récord olímpico o mundial. Pensamos en Usain Bolt como el velocista más veloz hoy, pero creemos que es solo cuestión de tiempo antes de que su récord caiga.

¿Esto realmente significa que podemos decir que la relatividad está mal? Podemos decir que no sabemos nada en absoluto (si la certeza absoluta es nuestro estándar). Podemos decir que la teoría de las predicciones de la relatividad es muy precisa. No podemos decir que la Relatividad es “correcta” (si la certeza absoluta es nuestro estándar), pero no creo que esto signifique necesariamente que debamos decir que la Teoría de la Relatividad es INCORRECTA.

En términos simples, no se considera incorrecto.

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