Supongo que quieres saber detalles sobre cuál es realmente el problema.
Combinar la teoría de la relatividad general con la mecánica cuántica (o más precisamente: teoría del campo cuántico ) es bastante sencillo y no plantea problemas. Lo que tienes que hacer es expresar la teoría para que sea invariable bajo transformaciones de coordenadas arbitrarias en el espacio-tiempo. Esto funciona bien en la teoría de campo cuántico, solo usa el cogranante (independiente de coordenadas) Lagrangian (la función que define toda la física) de la contraparte clásica de la teoría y cuantícela en las superficies cauchy apropiadas ( submanifolds 3D del espacio-tiempo que representan “espacio en un tiempo igual “en algún sistema de coordenadas).
El método anterior no contiene nada sobre gravedad o espacio-tiempo curvo. Se utiliza para describir la teoría del campo cuántico para observadores arbitrarios no inerciales (observadores que experimentan aceleración). Permite predecir el efecto Unruh, por ejemplo, que los observadores acelerados tienen un vacío diferente y perciben el vacío inercial como lleno de partículas térmicas. Sin embargo, tampoco es un problema incorporar la curvatura espacio-temporal. Funciona precisamente como se indicó anteriormente y, por lo general, la teoría de campo cuantificado está tan bien definida como cualquier teoría de campo cuántico (que es: no todo está bien, pero esa es otra historia).
- En el espacio, aparecen y desaparecen pares de partículas, ¿eso afecta a las ondas de luz que viajan a través del espacio?
- ¿Los físicos insisten en que el principio de conservación de la energía debe cumplirse en todas las situaciones?
- Si estoy tratando con 10 qubits de entrada y 10 procesos, ¿cuántas veces tengo que medir la salida para obtener un resultado significativo?
- ¿Cuál es la fórmula para un período orbital?
- ¿La incertidumbre de las condiciones iniciales en la teoría del caos está relacionada con el principio de incertidumbre de Heisenberg en la teoría cuántica?
Lo que describí anteriormente todavía no contiene gravedad. En realidad no de todos modos. Permite calcular la dinámica de campo cuántico en presencia de alguna fuente de gravedad clásica (no cuántica) solamente. Si desea que su teoría de campo cuántico describa toda la materia, son sus campos cuánticos los que tienen que ser la fuente de gravedad . Para ello, debe conectar los campos de energía-momento-tensor [matemática] \ hat {T} ^ {\ mu \ nu} [/ matemática] en las ecuaciones de campo de Einstein:
[matemáticas] R _ {\ mu \ nu} – \ frac {1} {2} g _ {\ mu \ nu} R = \ frac {8 \ pi G} {c ^ 4} \ hat {T} _ {\ mu \ nu} [/ matemáticas]
Puede notar el sombrerito en el lado derecho. Eso se debe a que es un operador de la teoría del campo cuántico. Las R del lado izquierdo son el tensor de Ricci y el escalar respectivamente (describen la curvatura) y ese g es el tensor métrico . También aparece en las definiciones de las R ‘s y es el objeto central en la teoría de la gravedad. Es lo que describe la estructura del espacio-tiempo. Para que la ecuación tenga sentido, esta g necesitaría un sombrero propio. Ahí es donde surgen los problemas.
Para llegar a un operador de tensor métrico, necesita cuantificar la gravedad. Eso significa que primero debe cuantificar el campo métrico libre (es decir, sin importar la materia). Entonces, el lado derecho en la ecuación es 0. A partir de ahí, existen diferentes enfoques para la cuantización. Ninguno de ellos funciona para el campo métrico. Las teorías cuánticas de la gravedad que surgen de esto generalmente no existen formalmente (lo que significa que sus ecuaciones e integrales no tienen soluciones convergentes).
De aquí en adelante, debatir el asunto requeriría una base teórica seria que el alcance de una respuesta de Quora simplemente no permite, lo siento. Sin embargo, hay buenos libros sobre gravedad cuántica.
Saludos, Silas.
