¿Esperaríamos que la relatividad general de 5 dimensiones de Kaluza sea una aproximación de baja energía o una teoría del campo medio para una teoría de todo con dimensiones adicionales?

La teoría de Kaluza-Klein se publicó hace casi 100 años, y hemos recorrido un largo camino desde entonces. La teoría era clásica, ya que no hemos descubierto la mecánica cuántica (y la teoría cuántica de campos aún). Tampoco tuvo en cuenta las interacciones débiles y fuertes, que se descubrieron mucho más tarde.

Cualquier “teoría de todo” que se respete a sí misma debe tener el modelo estándar como límite de baja energía. El modelo estándar es una teoría de campo cuántico que describe las interacciones fuertes y de electrodébil. Sabemos que el modelo estándar es válido en todas las escalas de energía que hemos podido probar hasta ahora. En particular, sabemos que la interacción electromagnética es en sí misma parte del límite de baja energía del Modelo Estándar.

Para reiterar, a escalas de energía más bajas que las del Modelo estándar, obtenemos electromagnetismo clásico en 4 dimensiones, y a escalas de energía más altas que las del Modelo estándar, esperamos tener alguna teoría más general. Esa teoría podría tener dimensiones adicionales, o cualquier cantidad de otras propiedades locas. Sin embargo, sin duda debe reducirse al modelo estándar en el límite de baja energía. Por lo tanto, no hay razón para esperar que la teoría de Kaluza-Klein sea el límite de baja energía de cualquier cosa; simplemente no hay “espacio” para ello en ninguna parte de la escala de energía.

Por supuesto, esto no significa que la teoría de Kaluza-Klein sea inútil. Por el contrario, la compactación de las dimensiones adicionales en la teoría de cuerdas es básicamente una generalización de la teoría de Kaluza-Klein a un número arbitrario de dimensiones. Sin embargo, la teoría de Kaluza-Klein no es el límite de baja energía de la teoría de cuerdas. Si la teoría de cuerdas se puede usar de alguna manera para describir algo, incluso remotamente cerca de nuestro propio universo (que aún no se ha probado), entonces debe reducirse al Modelo Estándar de 4 dimensiones en el límite de baja energía.

More Interesting

¿Podría una galaxia ser tan densa que tenga un horizonte de eventos propio?

¿Se pueden usar las identidades de Bianchi para derivar la ecuación de campo de Einstein?

¿Las teorías de la relatividad de Einstein tienen agujeros? ¿Qué?

¿Sería útil desplegar relojes atómicos alrededor del cinturón de asteroides, siempre que la Tierra circule alrededor del sol, equipándolos con troncos y transmisores, para rastrear las ondas gravitacionales? ¿Aumentaría la resolución, la precisión, el alcance y la profundidad de las observaciones?

¿Cuáles son algunas teorías alternativas de la gravedad?

La mecánica clásica puede explicar muy bien el comportamiento de turbulencia, caos o gases. ¿Puede la relatividad general explicar estos fenómenos?

¿Es prácticamente posible viajar en el tiempo usando la teoría de la relatividad?

¿Por qué las ondas gravitacionales son difíciles de detectar?

¿Hay alguna prueba de que la gravedad sea en realidad un espacio doblado?

¿Un solo gravitón teórico dobla el espacio-tiempo? Si es así, ¿lo dobla más sustancialmente que otra partícula del mismo tamaño?

¿La teoría de cuerdas actualmente permite la derivación matemática de la teoría cuántica y la relatividad general como límites de la propia teoría de cuerdas? Si no, ¿cómo juzgamos su éxito?

¿Qué evidencia nos dice que desde el principio de todo, la gravedad está separada primero de la gran unificación?

Si un positrón y un electrón se disparan en la misma dirección para orbitar un agujero negro, en sucesión, dentro de una diferencia de tiempo arbitrariamente pequeña, ¿qué sucede?

¿La relatividad general viola el modelo estándar?

¿Cómo explicaría (no por analogía) la razón por la que la masa "curva" el espacio (espacio-tiempo realmente), sin usar muchas matemáticas?