Ciencia

El Santo Grial de la Fí­sica Teórica (III)

La principal alternativa a la teorí­a de supercuerdas es la gravedad cuántica de bucles

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26-03-2009
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A diferencia de la teorí­a de las supercuerdas asume sólo dimensiones que conocemos, osea tres espaciales y una temporal y parte del principio de que la teorí­a tiene que ser independiente de una "métrica de fondo" y por lo tanto no perturbativa. Fí­sicamente esto significa que cualquier observador es equivalente y esta propiedad de la relatividad general se mantiene. No trata de unificar las cuatro interacciones fundamentales de la fí­sica, sino "sólo" unificar los dos pilares de la fí­sica y para eso no necesita asumir cierta propiedad hipotética de las partí­culas conocida como supersimetrí­a. Está menos desarrollada, sin embargo su atractivo reside en que trata de formular una teorí­a de la gravitación cuántica de forma rigurosa. A diferencia de la teorí­a de las supercuerdas asume sólo dimensiones que conocemos, osea tres espaciales y una temporal y parte del principio de que la teorí­a tiene que ser independiente de una "métrica de fondo" y por lo tanto no perturbativa. Fí­sicamente esto significa que cualquier observador es equivalente y esta propiedad de la relatividad general se mantiene. No trata de unificar las cuatro interacciones fundamentales de la fí­sica, sino "sólo" unificar los dos pilares de la fí­sica y para eso no necesita asumir cierta propiedad hipotética de las partí­culas conocida como supersimetrí­a. Está menos desarrollada, sin embargo su atractivo reside en que trata de formular una teorí­a de la gravitación cuántica de forma rigurosa.
Se puede decir que la teoría de cuerdas proviene más como generalización de la física de altas energías, mientras que la gravedad cuántica de bucles proviene de gente del campo de la relatividad general. En la base teórica de los modelos de las partículas elementales, osea en las teorías cuánticas de campos surgen infinitos. Muchas veces se puede aplicar un procedimiento que asegura que las magnitudes físicas que se quieren medir sean finitas y ese procedimiento se llama renormalización. La teoría de cuerdas generaliza este concepto de alguna manera.
 
Sin embargo, sin entrar en las discusiones que ha habido al respecto, muchos consideran que si bien esto puede estar bien para hacer predicciones concretas, no puede ser el final de la historia y se espera que una teoría cuántica de la gravitación resuelva este problema de una forma más natural.
 
Un problema análogo surge en la relatividad general con las singularidades como el Big Bang y los agujeros negros. En muchos modelos existen cantidades que describen la curvatura del espacio-tiempo o la densidad de materia que tienden al infinito en estas singularidades y por lo tanto la teoría deja de ser aplicable. Para ir más allá hace falta  otra cosa.
 
La forma de resolver estos problemas en la gravedad cuántica de bucles es através de una especie de átomos del espacio-tiempo. A esto se llega partiendo de las ecuaciones de Einstein en su forma canónica introduciendo unas nuevas variables llamadas de Ashtekar, quien las introdujo por primera vez en los ochenta. Después se hace una cuantización de la teoría (análoga a la de Dirac) y se llega después de algún que otro cálculo,  a éstos objetos, a estas partículas del espacio-tiempo...
 
Todavía existen muchos problemas teóricos, pero parece un campo prometedor.
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