Si se puede pensar en la gravedad tanto como una onda (la onda gravitacional, como predijo que existe Albert Einstein y ciertos cálculos) y una partícula (el gravitón), ¿tendría sentido aplicar la mecánica cuántica (que entiendo que solo se aplica a la masa /energía) y por lo tanto el colapso de la función de onda a la gravedad? En otras palabras, ¿exhibe la gravedad una dualidad onda-partícula como la luz y, por lo tanto, es susceptible al colapso de la función de onda? Si es así, ¿cuáles serían las implicaciones del colapso de la función de onda de una onda gravitacional?
Para resumir mejor mi pregunta: ¿podría describirse una onda gravitacional como una función de onda?
Agradecería si alguien pudiera ayudarme a entender si este es un concepto válido, o si hay otras teorías y conceptos que me ayudarían a entender la gravedad y la mecánica cuántica combinadas (¿teoría cuántica de campos?).
Para resumir mejor mi pregunta: ¿podría describirse una onda gravitacional como una función de onda?
Por el momento, los únicos candidatos para describir un campo gravitatorio cuantizado y al mismo tiempo incorporar el modelo estándar de física de partículas son las teorías de cuerdas . No existe la cuantificación de la gravedad únicamente, ya que seguir la receta para cuantificar otros campos conduce a infinitos debido al espín 2 del gravitón propuesto. La cuantificación de la gravedad es un campo de investigación activa de la física teórica.
Tenemos evidencia experimental de que la relatividad general se cumple. No tenemos evidencia experimental de que exista un gravitón. Podemos asumir que sí y luego teorizar sobre las interacciones del gravitón como onda/partícula con otros campos y funciones de onda, pero es solo un ejercicio imaginario a este nivel.
Y sí, necesitaría como requisito previo la teoría cuántica de campos para comenzar a comprender la teoría de cuerdas.
PS El colapso del concepto de función de onda es engañoso, ya que la onda en sí misma no es una onda en el campo. Es una onda de probabilidad para encontrar una partícula en una ubicación (x,y,z,t).
Primero, tenemos serias razones teóricas para creer que la gravitación está mediada por una partícula llamada gravitón. De la teoría de los gravitones podemos obtener ondas gravitatorias como una aproximación --de alguna manera como obtenemos ondas electromagnéticas como una aproximación a una teoría cuántica de fotones--. La formulación de onda no es equivalente a la formulación de gravitón, sino solo una aproximación.
En segundo lugar, la mecánica cuántica se aplica a 'todo', no solo a la masa-energía. La mecánica cuántica se aplica a la entropía, al momento angular, a la velocidad, al campo eléctrico... Por lo tanto, la mecánica cuántica también se aplica a la gravitación, aunque todavía nadie ha obtenido una teoría completa de la gravedad cuántica que convenza a los demás. Como consecuencia, todos los conceptos de la mecánica cuántica, incluido el colapso de la función de onda, también se aplican en un contexto gravitatorio. Como @AnnaV nota correctamente, la función de onda de la mecánica cuántica no es una onda, sino una función no observable.
La luz es una onda. La luz está hecha de montones y montones de partículas llamadas fotones. La luz se comporta como una onda y cada fotón se comporta como una partícula. La dualidad onda-partícula es un viejo concepto erróneo de la mecánica cuántica. El sitio de Klein explica por qué.
Las ondas gravitacionales son... ondas. La teoría nos dice que esas ondas gravitacionales están formadas por montones y montones de partículas llamadas gravitones. Como se comentó anteriormente, la teoría de la onda gravitatoria se puede obtener de la teoría cuántica de los gravitones. Steven Weinberg en la sección "8 Teoría cuántica de la gravitación" del capítulo "10 Radiación gravitacional" de su libro de texto sobre "Gravitación y cosmología" da una simple introducción a la relación entre la teoría de ondas gravitatorias y los gravitones.
Manishearth
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