En términos no laicos, ¿por qué la relatividad general y la mecánica cuántica no son compatibles?

No es que sean incompatibles. Puedes cuantificar la relatividad general. El problema es que esta relatividad general cuantificada no es renormalizable.

La renormalización es una forma de hacer que la teoría sea coherente con las mediciones de laboratorio. Cualquier teoría física debe hacerse consistente con la observación mediante la introducción de una serie de constantes, es solo una cuestión de que hacer esto en mecánica cuántica es algo más complicado.

Entonces, el problema es que cuando construyes una teoría cuántica de la gravedad, realmente no tienes una forma de introducir valores observados en la teoría, por lo que es un desastre inútil como teoría (ya que no puedes hacer que describa observaciones) .

Hay razones para pensar que cualquier teoría física sensata debería ser renormalizable, por lo que concluimos que simplemente cuantificar la gravedad de manera directa no es la forma correcta de desarrollar una teoría cuántica de la gravedad.

Dicho de otra manera, el verdadero problema es que no sabemos cómo construir una teoría cuántica de la gravedad que sea renormalizable.

Respuesta corta: SON compatibles, al menos en el contexto de la teoría cuántica de campos desarrollada por Julian Schwinger. De hecho, como menciono en la p. 120 de mi libro (ver Comprender la física a través de la teoría cuántica de campos), Schwinger reprodujo los cuatro resultados “clásicos” de Einstein. QFT debería haber reemplazado a QM, pero en cambio es prácticamente desconocido para el público. Y la diferencia es fundamental: QFT describe un mundo hecho de campos, no de partículas. Le insto a que lea mi libro y DESPIERTE Y HUELA LOS CAMPOS.

QM solo se entiende en lo que es un espacio-tiempo esencialmente newtoniano. Permite la relatividad especial pero no la relatividad general. Se trata de masa y energía, pero no tiene en cuenta la masa y la energía que distorsionan el espacio-tiempo. Y, de hecho, en cualquier escala a la que tengamos acceso actualmente, no lo hacen. Los cálculos en el LHC no parecen necesitar corrección para la distorsión GR del complejo moderadamente masivo formado en el punto de colisión.

GR, mientras tanto, realmente no entiende las partículas en absoluto. Entiende las fluctuaciones en un campo (fotones, etc.) y masas gravitacionales. Pero en lo que respecta a GR, todas las masas, incluso los núcleos galácticos, son esencialmente fuentes puntuales de campos gravitacionales. Se entiende bien cómo se mueven esas masas puntuales y afectan el espacio-tiempo y entre sí. Pero cualquier idea de QM de que sean inciertos u ocupan espacio físico es esencialmente ignorada.

Cada lado puede ver el problema del otro, pero se mezclan al tratarlo. ¿Cómo describe la función de onda de un agujero negro, o el campo gravitacional de un plasma de quark-gluon? Ermmmmm ……

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