jonathan oppenheim El University College de Londres ha desarrollado un nuevo marco teórico que tiene como objetivo unificar la mecánica cuántica y la gravedad clásica, sin la necesidad de una teoría de la gravedad cuántica. El enfoque de Oppenheim permite que la gravedad siga siendo clásica, al tiempo que la acopla al mundo cuántico mediante un mecanismo estocástico (aleatorio).

Durante décadas, los físicos teóricos han luchado por reconciliar la teoría general de la relatividad de Einstein (que describe la gravedad) con la teoría cuántica, que describe casi todo lo demás en física. Un problema fundamental es que la teoría cuántica supone que el espacio-tiempo es fijo, mientras que la relatividad general dice que el espacio-tiempo cambia dinámicamente en respuesta a la presencia de objetos masivos.

Hasta ahora, los esfuerzos de reconciliación han estado dominados por la idea de que nuestra comprensión actual de la gravedad es incompleta y que se requiere una descripción cuantificada de la interacción. Este razonamiento ha dado lugar a numerosas líneas de investigación, incluido el desarrollo de la teoría de cuerdas y la gravedad cuántica de bucles. Sin embargo, los experimentos para probar estas ideas son extremadamente desafiantes y una teoría de la gravedad cuántica sigue siendo difícil de alcanzar.

Realidades acopladas

La gravedad cuántica no es el único camino hacia la unificación, y el problema puede abordarse investigando si la mecánica cuántica y la relatividad general podrían acoplarse en un estado de coexistencia.

Sin embargo, este enfoque ha quedado en el camino porque parece invocar varios “teoremas de no-go” que hacen imposible el acoplamiento. De hecho, muchos esquemas de acoplamiento violarían el principio de incertidumbre de Heisenberg, que es un principio central de la teoría cuántica.

Una suposición clave compartida por los esquemas de acoplamiento anteriores es que la conexión entre los mundos cuántico y gravitacional es reversible. Esto significa que si se mide el estado del sistema en un momento dado, se puede utilizar junto con sus ecuaciones de movimiento para predecir su estado en cualquier momento del pasado o del futuro.

Ahora, Oppenheim sostiene que esta suposición puede no ser necesaria y dice que el acoplamiento podría ser estocástico. Esto significa que los estados pasados ​​y futuros del sistema no pueden predecirse definitivamente basándose en una sola medición. En cambio, el pasado y el futuro sólo pueden predecirse con ecuaciones probabilísticas que presenten una gama de posibilidades.

Marco estocástico

En su estudio, Oppenheim se basa en esta idea para desarrollar un nuevo marco estocástico para acoplar los mundos cuántico y de gravedad clásica. Dado que estos mundos tienen reglas fundamentalmente diferentes, la teoría de Oppenheim utiliza teorías estadísticas separadas para cada uno de ellos.

Desde el punto de vista cuántico, Oppenheim supone que los estados del sistema se ven constantemente afectados por fluctuaciones aleatorias en el entorno circundante. En el lado clásico, los estados aparecen como distribuciones de probabilidad dentro del espacio de fase del sistema.

Al unir estas dos descripciones, Oppenheim describe un único "estado cuántico clásico". Este estado predice simultáneamente la probabilidad del sistema de existir en alguna región del espacio de fases y su estado cuántico en esa región en particular.

Esto permitió a Oppenheim derivar una ecuación que describe el acoplamiento entre la mecánica cuántica y la gravedad clásica, preservando al mismo tiempo cada una de sus características únicas. Esto, a su vez, le permitió explorar las implicaciones físicas más profundas de sus ideas. Estos incluyen la posibilidad de acoplamiento entre la relatividad general y la teoría cuántica de campos subyacente al modelo estándar de la física de partículas.

La propuesta se describe en Revisión física X. En una artículo de punto de vista acompañando el documento, Thomas Galera del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica de Austria en Viena dice que la idea de Oppenheim es radical y conservadora al mismo tiempo: rechaza suposiciones firmemente arraigadas, sin dejar de ser coherente con leyes físicas establecidas desde hace mucho tiempo. Sin embargo, advierte que “cambiar la cuántica por la estocasticidad tiene sus propias dificultades conceptuales”. Señala que “Oppenheim descubre que la información cuántica se puede perder en un agujero negro, un resultado que muchos físicos podrían encontrar inaceptable”.

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• Fuente: https://physicsworld.com/a/unifying-gravity-and-quantum-mechanics-without-the-need-for-quantum-gravity/