» 18-06-2025

Ciencia y filosofía 25. El desarrollo histórico. La gravedad cuántica.

La gravedad cuántica es la armonización de la relatividad (teoría de la gravitación) con la mecánica cuántica. Y no tiene resultados experimentales. Es decir es pura especulación matemática.  El problema es que se desarrollan en distancias tan pequeñas que la posibilidad de que los colisionadores de partículas alcancen la energía necesaria para simular sus evoluciones está realmente muy lejos. Entre muchas formulaciones teóricas destacan dos: la teoría de (super)cuerdas y la teoría cuántica de lazos. Dada su ausencia de realidad experimental me ceñiré a sus planteamientos básicos. El punto de partida es la distancia de Plank (determinada con la cuantización de la radiación) que se refiere a órdenes de magnitud 10E20 veces menores que el tamaño de un átomo. En esa escala los componentes elementales de la naturaleza se reducen a cuerdas vibrantes siendo la vibración lo que las diferencia en tipos. La apuesta por el cambio confinado (la vibración) como elemento constitutivo es evidente.

 

El punto de partida de la teoría cuántica de la gravedad  es la comprobación por Brosntein/Landau de que el campo gravitatorio en un punto no queda bien definido cuando se tienen en cuenta los cuantos. La gravedad no funciona a nivel cuántico. Como dice Rovelli “… Hay un modo sencillo de entender lo que sucede” (Rovelli 2023, 137). Y ese es: observar quiere decir marcar, pero por el principio de indeterminación la marca (posición) implica gran velocidad, lo que a su vez es indicio de gran energía. El espacio se curva mucho, y se forma un agujero negro en el que se hunde la partícula. Es decir no la podemos “marcar” (posicionar). La solución es que la divisibilidad del espacio tenga un límite, por debajo del cual, nada existe: la escala de Plank. En esta escala la gravedad es cuántica y relaciona un espacio-tiempo cuántico. “Wheeler concibió imágenes que explican este espacio cuántico, que se figuró como una nube de distintas geometrías superpuestas, del mismo modo que podemos figurarnos que un electrón cuántico es una nube de distintas posiciones” (Rovelli 2023, 142). El espacio -que a la escala atómica es liso y plano- a la distancia de Plank se rompe y espumea. Junto a De Witt concibe una ecuación que describe este “espumear”, esta onda de probabilidades de distintas geometrías. Pero la ecuación ¡no se deja interpretar fácilmente y ni siquiera está bien formulada matemáticamente!  

 

El espacio-tiempo no es absoluto: ni por separado (Newton), ni juntos (Einstein-Minkowsky). ¿Qué es entonces? Es un campo como cualquiera de los otros quince campos que componen la teoría estándar. Se acabó el escenario en el que se representa la física. Espacio y tiempo son actores como los demás… aunque sea inimaginable. Las soluciones de la ecuación eran  líneas cerradas en el espacio (bucles: como las cuerdas vibrantes, pero cerradas) y el nombre que se le da es: teoría de lazos. Los lazos se pueden equiparar a las líneas de fuerza (campo magnético) de Faraday y su interés radica en los puntos en que se tocan (nodos). Estos nodos son el volumen del espacio que se enlaza por las líneas citadas. El volumen es un concepto autónomo, estructural. Las líneas de Faraday tejen el espacio como una malla tridimensional de lazos entrecruzados. Sabemos que el volumen es una cantidad geométrica que depende de la geometría (que a su vez es el campo gravitatorio). Nada es lo que acostumbraba en la geometría relativista. Es el volumen el que forma el espacio (los nodos). Los enlaces son cuantos de espacio. Rovelli lo resume así: “La gravedad cuántica de lazos, o “teoría de lazos”, combina la relatividad general y la mecánica cuántica, con mucha cautela, porque no utiliza ninguna otra hipótesis y se limita a reformular oportunamente estas dos teorías para hacerlas compatibles” … “La predicción fundamental de la teoría de lazos es ésa: que el espacio no es algo continuo ni infinitamente divisible, sino que está formado por átomos (partículas indivisibles) de espacio” (Rovelli 2023, 151). El espacio-tiempo es granular e indivisible (en el límite). Existe un volumen mínimo.

 

En la ecuación aparecen unos números “semienteros”  que caracterizan la red de nodos (en todo iguales a los números que caracterizan el spin cuántico) por lo que se llama a esta red: red de spin. “La localización de los cuantos de espacio no se define con respecto a nada, sino únicamente por los enlaces y por sus relaciones mutuas” (Rovelli 2023, 154). ¡La relatividad sigue estando ahí! En “El orden del tiempo” Anagrana 2018 (2017) Rovelli desgrana las características de la gravedad cuántica de forma muy didáctica: 1) los campos se manifiestan de forma granular. 2) Estos granos “forman” el especio. 3) Existen en cuanto son interacciones recíprocas. 4) donde los cuantos se actualizan en el propio interactuar. 5)La dinñámica de estas interacciones es probabilística. 6) esa probabilidad es calculable con las ecuaciones de la teoría. 7) No es posible dibujar una geometría completa de los acontecimientos del mundo pues solo se concretan en la interacción. El mundo es un conjunto de puntos de vista. 8) El mundo visto desde fuera es un absurdo: no existe. 9) Los cuantos del campo gravitatorio viven en la escala de Plank. Determinan la extensión del espacio y la duración  del tiempo. 10 Las relaciones de adyacencia espacial vinculan los granos de espacio en redes de espín (espín: descripción del espacio por medio de simetrías). 12 Un anillo individual en una red de espín se denomina bucle y nombran a la teoría. 13) Las redes, a su vez, se transforman unas en otras en saltos discretos denominados “espuma de espín”. 14) Esta espuma dibuja la estructura uniforme del espacio-tiempo. 15) A pequeña escala , la teoría describe un “espacio-tiempo cuántico”, flycutante, probabilistico y discreto. Frenético pulular de cuantos que aparecen y desaparecen (Rovelli, 2018, 95).

 

Y hasta aquí puedo leer pues continuar sería sobrepasar mi capacidad. Lo principal está dicho.

 



Y hasta aquí puedo leer pues continuar sería sobrepasar mi capacidad. Lo principal está dicho.

 

El desgarrado. Junio 2025.




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