¿A qué escala se descompone la relatividad general?

No lo sabemos Es decir, no tenemos datos experimentales sobre la ruptura de la relatividad en ninguna escala. De hecho, todo, desde partículas elementales hasta galaxias gigantes, parece seguir exactamente las predicciones de la relatividad general.

Sospechamos firmemente que la teoría de la relatividad se descompone a energías muy altas, donde la interacción gravitacional se vuelve comparable en fuerza a las otras interacciones cuánticas y, como tal, su naturaleza cuántica (si la hay) ya no se puede ignorar. Estos regímenes son completamente inaccesibles para nosotros, porque requieren densidades de energía que solo existieron en los primeros momentos del universo después del Big Bang, y cerca de las singularidades dentro de los horizontes de eventos de los agujeros negros, pero en ningún otro lugar.

Para ser claros, este desglose se refiere a la parte de la gravedad en la teoría de la relatividad. La parte sobre la covarianza general (las leyes de la física son las mismas para todos los observadores, independientemente de su movimiento, por lo que pueden expresarse en un sistema de coordenadas arbitrario) y la invariancia de Lorentz-Poincare (es decir, la base de la relatividad especial) no se espera necesariamente para descomponerse en cualquier escala de energía. Pero la verdad es que realmente no lo sabemos … hay muchas teorías propuestas, pero todas tienen serias deficiencias y ninguna ha sido aceptada.

También es concebible que la relatividad general, nuevamente específicamente la ley de la gravedad, pueda fallar en escalas de distancia muy pequeñas. Se han propuesto experimentos para probar la ley de la gravedad utilizando masas de submiligramo y distancias microscópicas. Si tenemos suerte, aprenderemos algo nuevo, pero no contengo la respiración.

La teoría de la relatividad se rompe cuando sus postulados no pueden sostenerse.

El postulado básico de la teoría de la relatividad es: “ La velocidad de la luz es la misma en todos los sistemas inerciales. ”

Este postulado es válido solo cuando la diferencia entre la velocidad de la luz y la velocidad del marco inercial es tan grande que las velocidades relativas entre los marcos inerciales pueden ignorarse. Este postulado permite que la velocidad de la luz se use como referencia.

Sin embargo, el uso de la velocidad de la luz como referencia es débil porque esta velocidad es finita muestra que la luz tiene inercia. Una referencia verdadera siempre es cero, y en este caso, la referencia debería ser cero inercia.

La inercia es propiedad de todos los marcos inerciales porque muestran velocidades finitas uniformes. Todos los marcos de referencia considerados por la teoría de la relatividad se basan en la masa. La inercia asociada con la masa es muchos órdenes de magnitud mayor que la inercia de la luz o la radiación electromagnética.

La verdadera referencia de inercia cero es el marco de referencia del espacio y no la luz como se supone en la teoría de la relatividad.

La teoría de la relatividad funciona solo en aquellas situaciones en las que la velocidad (y la inercia) de un objeto son muchos órdenes de magnitud diferentes de la velocidad (e inercia) de la luz. La teoría de la relatividad se romperá cuando esta diferencia sea menor.

Los detalles matemáticos de este argumento se proporcionan a continuación.

Validez de la transformación de Lorentz

Este argumento se aplica a la relatividad especial, pero también influiría en la relatividad general. Actualmente estoy trabajando en esos detalles.

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La escala de medición adecuada para esta pregunta es la densidad de energía (julios por metro cúbico).

Estoy bastante seguro de que aún no sabemos a qué escala se desglosa la relatividad general o incluso si lo hará. Ha pasado todas las pruebas arrojadas a los límites de las mediciones realizadas. Hasta e incluyendo eventos bastante extremos como la fusión de dos agujeros negros.

Sin embargo, sí conocemos varias razones teóricas por las cuales puede no ser una teoría completa de la gravedad (al menos nuestra interpretación actual de la misma). Es casi seguro que necesitaremos una extensión de la relatividad general para alcanzar densidades de energía en la escala de Planck .

a) La masa se trata como un campo en la relatividad general, de una manera diferente a cómo la tratamos en la teoría cuántica de campos.

b) La constante cosmológica en GR ha tenido que ser restablecida como nuestra mejor (y probablemente correcta) explicación de la Energía Oscura, pero aún no se comprende bien por qué esto es necesario y la razón de su pequeño valor.

c) No podemos extrapolar por completo lo que sucede dentro del horizonte de eventos de un agujero negro utilizando la relatividad general sin entrar en conflicto con las singularidades matemáticas, una realidad muy poco probable de la naturaleza en la práctica.

¿Finalmente se “descompondrá” en densidades de energía extremas? Solo en mi opinión, en su forma actual sí, PERO habrá una extensión / cambio de imagen a la teoría que completará la tarea, independientemente de la densidad de energía.

Por cambio de imagen, sigo siendo una reformulación de las matemáticas en algo diferente al cálculo de tensor. Por extensión, me refiero a una extensión del espacio-tiempo en 5 o más dimensiones. – Es decir, la relatividad general será un subconjunto de la teoría más amplia, no “rota” por ella.

Se necesitaría una persona muy valiente y probablemente estúpida para opinar que el principio de la relatividad alguna vez será revocado por otra cosa.

La escala cuántica.

La relatividad general es un muy buen modelo que describe la escala macro del universo, al describir cosas como estrellas, planetas y galaxias. Sin embargo, cuando llega a cosas realmente pequeñas como protones, neutrones, electrones, etc., las ecuaciones GR ya no funcionan. GR simplemente no estaba destinado a describir cosas que son realmente pequeñas, solo cosas que son realmente grandes.

Del mismo modo, la mecánica cuántica no está destinada realmente a usarse para medir cosas que son realmente grandes, solo para cosas que son realmente pequeñas. Si bien es posible medir cosas grandes con ecuaciones cuánticas, GR lo hace mucho más fácil. Además, QM no tiene en cuenta realmente la fuerza de la gravedad, que obviamente es un gran factor a escala interplanetaria.

Entonces, diría que cuando vas a la escala atómica y subatómica, es cuando GR realmente se vuelve inútil y QM se hace cargo.

¡Espero que eso ayude!

Se descompone cuando los efectos cuánticos en la gravedad se vuelven importantes. Nadie sabe exactamente cuándo sucede eso, pero puede obtener estimaciones razonables y generalmente aceptadas combinando la constante de Planck, la velocidad de la luz y la constante de la fuerza gravitacional de varias maneras para obtener cantidades cuyas dimensiones son la distancia, el tiempo y la masa. Estas se conocen como unidades de Planck, y generalmente se toman como la escala a la que la gravedad cuántica te golpeará de una manera que no se puede ignorar. Hay una tabla de valores aquí:

Unidades de Planck – Wikipedia

También arroja valores críticos de carga y temperatura para lagniappe.

Los límites de QM con Relatividad son solo académicos. La pregunta debería haber sido “¿a qué escala se descompone el QT?” porque la velocidad de la luz de la relatividad se aplica incluso a los neutrinos, que es la escala más pequeña que podemos imaginar. Ahora, la pregunta: ¿a qué escala se desglosa la explicación de Newton? tiene sentido, porque su concepto de espacio absoluto se rompe tan pronto como las distancias revelan que infinito se relaciona más con la religión y las matemáticas que con la física. No hay escala en infinito.

La realidad parece romperse a escala de galaxias e incluso cuerpos supermasivos individuales, como los agujeros negros (o al menos son oscuros). Los datos de observación muestran que las órbitas alrededor de estos cuerpos supermasivos son demasiado rápidas, en relación con lo que deberían usar con las ecuaciones gravitacionales de Einstein o Newton. Esta discrepancia entre observación y teoría es lo que ha forzado la hipótesis de la materia oscura. Incluso los agujeros negros en órbita que, según los experimentadores de LIGO, fueron la causa de las ondas gravitacionales que registraron, según los modelos que utilizaron, fueron varias veces más masivas de lo que deberían haberse basado en la observación y la GR. Así que tuvieron que falsificar los datos para que sus predicciones salieran bien. Pero esta parte no alarmó a los astrofísicos en absoluto porque es un procedimiento estándar cuando se utilizan modelos GR. Se han acostumbrado a hacerlo. Entonces te dirán que todo está bien con GR, es solo una observación que no siempre es confiable.

Existe un desglose bien conocido de GR cuando la gravedad alcanza la escala de cuantificación QM. Cualquier físico aquí lo describirá mejor que yo. Probablemente sea a escala de tablones, pequeña dimensión, grandes densidades.

Otro desglose es quizás, tal vez, pasado por alto, y nosotros, tal vez, tenemos evidencia de ello.

Esta escala es la baja aceleración (aproximadamente la de la expansión espacial, según entiendo la teoría MiHsC), y los síntomas pueden ser la anomalía EmDrive y muchas anomalías que se interpretan como consecuencia de “uno invisible para resolverlos a todos”: Dark Matter y energía oscura. Encuentras expansión espacial, velocidad de rotación de muchas galaxias enanas, anomalía del viajero.

Esta afirmación no es el consenso dominante, sino la afirmación de Michael McCulloch que apoya la teoría de la inercia cuantificada “MiHsC” (Inercia modificada por efecto Casimir de escala de Hubble).

Física desde el borde (101 anomalías analizadas con MiHsC vs MOND o materia oscura)

Tome MiHsC con un poco de sal, pero incluso si no está convencido, la frontera de GR puede estar tan lejos a alta aceleración, como a baja aceleración, alta densidad o baja densidad.

Incluso podríamos haber visto evidencias claras de tal ruptura, al interpretarlo de otra manera, reclamando algún epiciclo para corregirlo.

Una razón para ser modesto y cauteloso.

Lo único seguro es que a alta energía, GR y QM no se conectan. Quizás esta no sea la única zona.

Gravedad probada por primera vez con giro cuántico

interesante de hecho!

En C = V, cuando V es una velocidad clásica normal <<<, entonces el reino es el reino de la física clásica.