Descargo de responsabilidad: expondré mi propio punto de vista sobre el tema aquí, algo alejado de los puntos de vista convencionales y probablemente compatible conceptualmente con LQG y conjuntos causales. En algunos puntos, hay (más) analogías y paréntesis utilizados para describir visualmente los conceptos. La intención no es criticar ninguna teoría ni a nadie, sino ofrecer una nueva perspectiva a algunos conceptos arraigados en física que algunos de ustedes podrían encontrar útiles y sensatos. Y perdón por la respuesta más larga; desafortunadamente, una oración puede no describir los conceptos simples expuestos aquí.
Hay al menos tres formas de explicar las observaciones:
- un tipo de materia oscura / invisible (WIMP o similar)
- Diversas modificaciones de la relatividad general (incluida la gravedad entrópica / emergente)
- “Redefinición” del espacio-tiempo mismo
Probablemente ya esté familiarizado con los dos primeros enfoques, sin embargo, en mi opinión, el verdadero desconocido aquí es el espacio-tiempo. En la mayoría de las teorías, se da por sentado un modelo matemático de tres (cuatro) dimensiones, presumiendo que es una especie de fondo relativista (medio) con un número predefinido de dimensiones. No solo eso, sino que nuestros mejores modelos de gama alta basados en QFT incorporan varios campos altamente lineales (aunque probabilísticos) que lo impregnan. Desde mi punto de vista, todos estos conceptos de enfoque de modelado de arriba a abajo son bastante “caros” en un sentido físico y realmente no revelan lo que está sucediendo. Se basan en el presunto espacio-tiempo continuo e incorporan relaciones empíricas de alto nivel como la longitud de onda de De Broglie y la relatividad especial. Además, en realidad ocultan la naturaleza esencialmente discreta de las partículas en una percepción promedio del espacio-tiempo, luego también los campos y las funciones de onda están “untadas” sobre él, mientras que la mecánica cuántica proviene más o menos obviamente de la naturaleza discreta de las partículas colocadas en una interpolación virtualmente interpolada. espacio lineal (tiempo).
Entonces, ¿qué es el espacio-tiempo? Es una dependencia matemática y causal de alto nivel entre muchas partículas discretas (eventos, elementos, lo que sea). En un sentido matemático, “existe proporcionalmente” donde existen funciones de onda de partículas . Aparentemente es solo continuo entre entidades básicamente discretas: para simplificar la imagen, el espacio como concepto se linealiza entre dos partículas de “punto” (o se interpola entre más de ellas). El espacio-tiempo completo como un conjunto de coordenadas matemáticas es solo una especie de proyección matemática promediada de un tipo discreto de “espacio” sin espacio y tiempo predefinidos como los definimos. Este espacio discreto es probablemente una especie de red de elementos discretos extremadamente simples (cualesquiera que sean) y relaciones discretas entre ellos, como -1 o 1, girar hacia arriba / abajo o tal vez solo 1s – en esta vista, diferentes constelaciones en su mayoría locales de la red aquí representan diferentes partículas elementales.
Sin embargo, nuestra dificultad ha sido identificar la noción aparentemente continua común del espacio-tiempo como una “proyección” matemática interpolada y promediada de alto nivel de elementos discretos causalmente dependientes. Es cierto que el simple sistema de coordenadas tridimensionales del espacio cotidiano como la “proyección” mencionada es insuficiente para describir toda la complejidad de la red (probablemente) discreta en una representación promediada como espacio-tiempo (por ejemplo, un eje puede tener dos direcciones ), pero en promedio es lo que obtienes. Observe aquí que no se trata de una cuadrícula de volúmenes de Planck (como suponen muchas teorías sobre el espacio-tiempo discreto), sino que las distancias matemáticas virtuales pueden ser mucho más largas: pueden ser micrómetros, metros o incluso años luz. (Vea más sobre estos conceptos en mis respuestas anteriores sobre temas similares, especialmente sobre la velocidad de la luz, la mecánica cuántica y la dimensionalidad del espacio-tiempo).
Entonces, ¿cómo se puede relacionar con la materia oscura?
En primer lugar, la relatividad general es un modelo matemático macroscópico del espacio-tiempo basado en muy pocos postulados: el postulado que muchos de nosotros pasamos por alto es el espacio-tiempo predefinido, aunque básicamente no sabemos qué podría ser una dimensión. Darles propiedades físicas (que no sean dependencias matemáticas) es muy engañoso, sin embargo, la mayoría de las leyes en física lo usan como axiomáticamente definido.
Segundo, evite una noción estándar del espacio-tiempo como un medio relativista “fijo”: la dependencia tridimensional es solo una expectativa matemática de cómo la mayoría de los elementos discretos se relacionan causalmente entre sí (nota: de esta manera uno puede aceptar fácilmente términos como Espacio-tiempo “deformado”, señalando que esto es solo una dependencia matemática, etc.
Tercero, lo que concebimos como espacio-tiempo es en realidad “poroso” y como una dependencia matemática “existe” solo donde las partículas (elemento, lo que sea) como sus funciones de onda están “proyectadas”, por lo que realmente no hay mucho espacio real, no matemático entre la Tierra y la Luna, por ejemplo. (Observación: por lo general, la gran cantidad de energía de punto cero asociada a este espacio “no existente” conduce a una enorme discrepancia con las observaciones, más o menos en un orden de magnitud).
Cuarto, no existe una “rejilla” tridimensional matemáticamente precisa en el espacio-tiempo que se extienda por todo el Universo; realmente no somos conscientes de la influencia de la gravedad a largo alcance (como Verlinde y otras modificaciones de la relatividad general proponen), ni si el espacio-tiempo muestra alguna otra tipo de “dimensionalidad” geométrica a grandes distancias (nota más larga aquí: la dimensionalidad virtual del espacio-tiempo viene como consecuencia de relacionar una parte de la red discreta con otra en el sentido de nuestra imagen promediada del espacio-tiempo; de lo contrario, más discreto conectado localmente los elementos son más o menos más independientes de otros grupos conectados localmente, etc., y cuando intentas describirlo como un espacio n -dimensional, lo que obtienes es una “geometría” lineal diferente del espacio-tiempo).
Todo lo anterior sugiere fuertemente la “redefinición” del espacio-tiempo, escapando de su postulación como un fondo donde todo sucede virtualmente en forma de geometría lineal (aunque es aceptable en escalas macroscópicas usuales). Como consecuencia, esto debería tener impacto en la mayoría de las teorías actuales, incluida la relatividad general. Estoy seguro de que los requisitos actuales de materia oscura y energía oscura simplemente desaparecerían en una descripción más precisa del mundo en que vivimos.