Colapso de función de onda y gravedad

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?).

Relacionado, y las respuestas son una especie de engaños: función de onda de partículas y gravedad
@Manishearth Creo que está hablando de la dualidad de onda gravitacional/partícula en sí misma, no de la interacción de otras funciones de onda.
@annav: Por "las respuestas son una especie de engaños", quiero decir que la respuesta de David aborda parcialmente el problema. Mi voto cerrado fue un error :/

Respuestas (2)

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).

Con respecto al colapso de la función de onda, ¿no podría describirse la onda gravitacional como una onda de probabilidad que simplemente describe la probabilidad de encontrar un gravitón en un lugar determinado? (¿suponiendo que tales cosas existan?) De cualquier manera, gracias por la respuesta. Me aseguraré de leer sobre QFT.
Probablemente, una vez que identifiquemos el gravitón experimentalmente, todavía tenemos que esperar una entrada teórica clara sobre cómo se comporta el gravitón en comparación con el fotón o el gluón. Para el gluón, por ejemplo, el intermediario de las interacciones fuertes, no tiene sentido hablar en estos términos, ya que nunca está libre en las energías que podemos observar.
@AnnaV: " Por el momento, los únicos candidatos para describir un campo gravitatorio cuantificado son las teorías de cuerdas ". El enlace que proporciona no respalda su afirmación porque no es cierto: en.wikipedia.org/wiki/Quantum_gravity#Candidate_theories
@juanrga Bueno, dije que la investigación está en marcha. Las teorías de cuerdas pueden describir matemáticamente la gravedad cuántica. En mi opinión, el resto de la lista tiene la etiqueta de investigación sobre si pueden o no describir una gravedad cuántica e incorporar el modelo estándar de física de partículas.
@AnnaV: Lo que dijiste se cita en mi comentario y todavía se puede encontrar en tu respuesta. No es cierto que las teorías de cuerdas sean " las únicas candidatas ". Tampoco es cierto que " las teorías de cuerdas puedan describir matemáticamente la gravedad cuántica ". Hay una serie de problemas relacionados con la coherencia y las limitaciones. Algunas apenas se comentan en su propio enlace. Algunos de los problemas más antiguos con la teoría de cuerdas dieron lugar al reciente desarrollo de la teoría M , que sigue estando abierta a objeciones...
La cuantificación de un campo gravitatorio (débil) no necesita la teoría de cuerdas. -1.
Esta respuesta resume mi punto de vista. Cualquier teoría de la gravedad por sí misma, en mi opinión, es irrelevante, si no incorpora el modelo estándar.
No puedo estar de acuerdo con eso. ¿El modelo estándar es irrelevante porque no incluye la gravedad?
@Rhys El modelo estándar, aunque tiene una base teórica sólida, en realidad es una encapsulación de prácticamente todos los datos experimentales recopilados en los últimos cincuenta años con la física de rayos cósmicos y aceleradores. No necesita la gravedad porque, al ser la gravedad tan débil, los datos de las partículas no dependen de ella. Sin embargo, A Theory Of Everything debería tener tanto la gravedad como las otras tres fuerzas que se manifiestan en el SM.
Estoy de acuerdo con todo en tu comentario más reciente. Y obviamente cualquier 'teoría cuántica de la gravedad' debe ser capaz, al menos en principio, de incorporar fermiones y campos de norma no abelianos, de lo contrario, seguramente es irrelevante para nuestro universo; quizás esto es lo que quisiste decir anteriormente, y en ese caso estoy de acuerdo.
@AnnaV: Gracias por mejorar la respuesta y eliminar su reclamo anterior. Desafortunadamente su afirmación extendida " por el momento los únicos candidatos para describir un campo gravitatorio cuantizado y al mismo tiempo incrustar el modelo estándar de física de partículas " sigue siendo una exageración. Hay otros juegos en la ciudad: en.wikipedia.org/wiki/Theory_of_everything#Other_attempts
@juanrga Se me permite tener mi opinión sobre los otros juegos como se te permite tener la tuya
@AnnaV: De acuerdo :-) Además, todo está archivado y cualquiera puede leer las respuestas/comentarios y sacar sus propias conclusiones. Terminaré agregando que nadie ha demostrado que la teoría de cuerdas pueda describir un campo gravitacional cuántico más el modelo estándar. De hecho, este artículo de Physics World ofrece un buen resumen: " En sus casi 40 años de historia, la teoría de cuerdas ha pasado de una teoría de los hadrones a una teoría del todo y, posiblemente, a una teoría de la nada " .

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.