En fÃsica tenemos dos teorÃas que funcionan de maravilla para explicar el universo. La mecánica cuántica describe cómo funciona el mundo subatómico con una exactitud increÃble, y la relatividad general nos explica el comportamiento de la gravedad. Básicamente tenemos cuatro fuerzas: La nuclear fuerte, la nuclear débil, el electromagnetismo y la gravedad.
Pero la mecánica cuántica y la relatividad general van por caminos separados, y nos gustarÃa tener una teorÃa que explicara TODO. Hay algunas candidatas que, a pesar de todos los estudios, todavÃa están lejos de solucionar el problema. Una es la teorÃa de cuerdas y otra la gravedad cuántica de lazos. Este libro nos explica muy por encima en qué consiste, cuales son sus supuestos, y algunas de sus conclusiones respecto a los agujeros negros y la cosmologÃa.
Como dicen en la contraportada es una aproximación, tan aproximada que si queremos saber más detalles tendremos que buscar en otro sitio ya que, supongo que para no asustar a los lectores, no incluyen ecuaciones ni razonamientos complicados. Como introducción no está mal.
Bueno.
Para dar una analogÃa, consideremos que estamos en un barco, lejos de la costa, en una noche nublada. Uno no puede decir dónde está el barco. Todos los puntos del océano son equivalentes. Uno puede mover el barco en cualquier dirección y todo parecerá lo mismo. En este contexto «una geometrÃa dada» serÃa el poder ver la costa. Ahà los puntos del océano ya no son equivalentes, algunos estarán más cerca de la costa y notarÃamos si el barco se moviera. Esto es lo que técnicamente se conoce como «invariancia bajo di-feomorfismos». «Morfismo» quiere decir mover y «difeo» se refiere a que son diferenciables (en particular continuos) para evitar separar puntos que están juntos. Esta simetrÃa no está presente en las teorÃas de Yang-Mills que describen todas las otras interacciones. Allà los puntos están fijos y bien definidos desde el principio. Alguna gente cree que una técnica de cuantización que incorpore la invariancia bajo difeomorfismos va a ser crucial para desarrollar una teorÃa de la gravedad cuántica. La Gravitación Cuántica de Lazos incorpora esta simetrÃa.
Como mencionamos, la gravedad es una teorÃa del mundo macroscópico, donde los efectos cuánticos no son relevantes. En el mundo microscópico la gravedad es despreciable. Por ejemplo, dos electrones se atraen gravitacionalmente porque., tienen masa y se repelen porque tienen carga eléctrica. La repulsión eléctrica es 1044 veces más fuerte que la atracción gravitacional. Esta es la razón por la que es difÃcil encontrar situaciones experimentales en donde los efectos de la gravedad cuántica sean importantes.
Esto suscita la pregunta: ¿para qué cuantizarla entonces? La respuesta más inmediata es que la fÃsica tiene
que tener coherencia, y si la teorÃa cuántica subyace al resto de la fÃsica también deberÃa subyacér a la gravedad, aunque los efectos sean pequeños. Además, como mencionamos, una de las propiedades sorprendentes de la fÃsica cuántica, la de que las magnitudes no tienen valores hasta que uno las mide, hace difÃcil, si no imposible, acoplar consistentemente teorÃas clásicas y cuánticas. También, como veremos, hay situaciones como el Big Bang y los agujeros negros que requieren cuantizar la gravedad.
Asà que hemos preparado el escenario para la Gravedad cuántica de lazos: alguna gente cree que el problema de cuantizar la gravedad requiere de una teorÃa nueva como la teorÃa de cuerdas, otros que uno necesita mejores técnicas de cuantización, en particular compatibles con los difeomorfismos. Entre este grupo estamos los que trabajamos en Gravedad cuántica de lazos, teorÃa que describimos en el capÃtulo siguiente.
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