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traducción de
Adela Kaufmann
En la década de 1970, los físicos Stephen Hawking y Jacob Bekenstein notaron un vínculo entre el área superficial de los agujeros negros y su estructura quántica microscópica, que determina su entropía.
Esto marcó la primera constatación de que existía una conexión entre la teoría de la relatividad general de Einstein y la mecánica quántica.
Menos de tres décadas después, el físico teórico Juan Maldacena observó otro vínculo entre la gravedad y el mundo quántico. Esa conexión condujo a la creación de un modelo que propone que el espacio-tiempo se puede crear o destruir cambiando la cantidad de enredos entre diferentes regiones de la superficie de un objeto.
En otras palabras, esto implica que el espacio-tiempo en sí, al menos tal como se define en los modelos, es un producto del enredo entre los objetos.
Para explorar aún más esta línea de pensamiento, Chun Jun Cao y Sean Carroll del Instituto de Tecnología de California (CalTech) se propusieron ver si realmente podían derivar las propiedades dinámicas de la gravedad (tan familiares de la relatividad general), usando el marco en el que el espacio -tiempo surge del enredo quántico.
Su investigación (Bulk Entanglement Gravity without a Boundary - Towards finding Einstein's Equation in Hilbert Space) fue publicada recientemente en arXiv.
Usando un concepto matemático abstracto llamado espacio de Hilbert, Cao y Carroll pudieron encontrar similitudes entre las ecuaciones que gobiernan el enredo quántico y las ecuaciones de Einstein de la relatividad general.
Esto respalda la idea de que el espacio-tiempo y la gravedad surgen del entrelazamiento.
Carroll nos dijo que el siguiente paso en la investigación es determinar la exactitud de las suposiciones que hicieron para este estudio.
Una teoría del todo
Hoy, casi todo lo que sabemos sobre los aspectos físicos de nuestro universo puede explicarse ya sea por relatividad general o mecánica quántica.
El primero hace un gran trabajo al explicar la actividad en escalas muy grandes, como planetas o galaxias, mientras que el segundo nos ayuda a entender lo muy pequeño, como los átomos y las partículas subatómicas.
Sin embargo, las dos teorías aparentemente no son compatibles entre sí.
Esto ha llevado a los físicos a buscar la esquiva "teoría del todo", un marco único que lo explicaría todo, incluida la naturaleza del espacio y el tiempo.
Debido a que la gravedad y el espacio-tiempo son una parte importante de "todo", Carroll dijo que cree que la investigación que él y Cao realizaron podría avanzar en la búsqueda de una teoría que reconcilie la relatividad general y la mecánica quántica.
Aún así, notó que el documento del dúo es especulativo y de alcance limitado.
Aun así, si pudiéramos encontrar tal teoría, podría ayudarnos a responder algunas de las preguntas más importantes que enfrentan los científicos hoy en día.
Podremos finalmente entender la verdadera naturaleza de,
... y otros misteriosos objetos cósmicos.
Los investigadores ya están aprovechando la capacidad del mundo quántico para mejorar radicalmente nuestros sistemas informáticos, y una teoría del todo podría acelerar el proceso al revelar nuevos conocimientos sobre el reino aún en gran parte confuso.
Mientras el progreso de los físicos teóricos en la búsqueda de una teoría del todo ha sido "irregular", según Carroll, cada nueva investigación, especulativa o no, nos lleva un paso más cerca de descubrirla y marcar el comienzo de una nueva era en la comprensión de la humanidad del universo.
Referencias
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