Tengo problemas para interpretar sin ambigüedades muchas respuestas aquí debido al hecho de que los términos localidad y causalidad a veces se usan indistintamente, mientras que otras veces parecen significar cosas muy diferentes para el autor.
Mi comprensión actual es que la 'a-causalidad' está "obviamente prohibida" en una teoría física, porque viola la invariancia de Lorentz y conduce a paradojas lógicas. (Aunque hay modelos supuestamente viables como De Broglie-Bohm que son a-causales y, sin embargo, de alguna manera están bien porque la causalidad a no es accesible para los aparatos experimentales, esto solo trae más confusión a la mesa).
'No localidad', por otro lado, parece referirse a, por ejemplo, correlaciones entre eventos en una separación similar al espacio. En este sentido, 'no localidad' no implica 'a-causalidad'.
Por otro lado, Bell (1964) utiliza el término 'no local' para referirse, como dice en su conclusión, a 'no invariante de Lorentz'. Así que creo que está usando la palabra 'localidad' indistintamente con 'causalidad'.
Este es el sentido en el que muchos, como Luboš Motl, parecen usar el término, por ejemplo aquí , mientras que otros, como Ron Maimon, parecen usar el término de manera diferente, por ejemplo aquí , donde dice:
La no localidad de la gravedad no significa que la invariancia de Lorentz esté rota
Esto es muy confuso. ¿Alguien puede dar aquí un conjunto autorizado de definiciones a las que podamos referirnos?
Estoy de acuerdo en que estos términos —especialmente 'localidad'— se usan para diferentes conceptos y esto es molesto. Enumeraré varias nociones de causalidad y localidad.
Causalidad (o localidad einsteiniana): los resultados de los experimentos realizados a una distancia similar al espacio no están correlacionados. Esto supone que no existen correlaciones previas antes de realizar el experimento. En una teoría cuántica, esto implica que los observables deben conmutar a una distancia similar al espacio. Una violación de esta propiedad en una teoría relativista especial puede dar lugar a paradojas de viajes en el tiempo.
Microcausalidad (solo se usa en la teoría de campos): una teoría cuyas variables fundamentales o los grados dinámicos de libertad conmutan o anticonmutan a una distancia similar al espacio a veces se dice que es local. Tenga en cuenta que hay teorías que violan esta propiedad sin violar la causalidad.
Densidad lagrangiana (solo se usa en la teoría de campos): a veces se dice que una teoría cuyo funcional de acción se expresa como una integral de espacio-tiempo de una densidad lagrangiana local es local. Tenga en cuenta que hay teorías que violan esta propiedad sin violar la causalidad.
Carácter no local de la gravedad : Aquí mencionaré algunos puntos, que no son independientes entre sí:
Principio de equivalencia: los observadores de caída libre no pueden detectar el campo gravitatorio haciendo experimentos locales . Todo lo que sienten son fuerzas de marea (no locales). Esto implica que no podemos definir un tensor de energía-momento gravitacional .
La entropía gravitacional no es una magnitud extensiva: la entropía de un agujero negro de Schwarzschild no escala con el volumen, sino con el área del horizonte . Esto significa que los grados de libertad no son locales, sino que viven en la frontera.
Por lo general, a medida que aumentamos la energía en una teoría, exploramos distancias cada vez más bajas y descubrimos la subestructura y nuevas partículas/grados de libertad (átomos, núcleos, nucleones, quarks). Sin embargo, cuando tenemos en cuenta la gravedad, cuando aumentamos la energía lo suficiente, inevitablemente formamos un agujero negro, que no es una subestructura o nuevos grados de libertad más fundamentales, sino una solución de la teoría.
Horizontes: un observador en caída libre no siente nada cuando cruza el horizonte (si el horizonte es lo suficientemente grande, de lo contrario, se espaguetizarían debido a las fuerzas de marea (efecto no local)). La curvatura del espacio-tiempo en el horizonte puede ser arbitrariamente pequeña. Sin embargo, este es un límite físico, en el sentido de ser un punto de no retorno.
Principio de descomposición de conglomerados : los resultados de los experimentos realizados al mismo tiempo (en un marco de referencia dado) pero en diferentes regiones espaciales no están correlacionados. Esto supone que no existen correlaciones previas antes de realizar el experimento. Esta propiedad junto con la invariancia de Poincaré implica causalidad. La QFT relativista y la QFT de materia condensada no relativista verifican esta noción de localidad. Esta propiedad impone cierta dependencia suave de la densidad hamiltoniana de los operadores de creación/aniquilación.
Colapso de la función de onda no local (noción cuántica): La gente a veces dice que la mecánica cuántica es no local porque el colapso es un proceso no local. En mi opinión, el colapso de la función de onda no es un proceso físico, sino algo que afecta nuestra descripción matemática del sistema físico. Una especie de algoritmo para incorporar nueva información a la teoría. Entonces, en mi opinión, este colapso no local no es una señal de no localidad física.
Estados no localizados y observables (noción cuántica): En la mecánica cuántica existen estados no localizados y observables y he escuchado a la gente llamar a esto no localidad. Una partícula cuyo momento lineal está muy bien definido puede ser un ejemplo de un estado no localizado y el operador de dispersión puede ser un ejemplo de un observable no local dado que relaciona estados en el pasado lejano y el futuro. Los estados entrelazados podrían enumerarse aquí.
Enredo (o correlaciones no locales, noción cuántica) : en la mecánica cuántica existen correlaciones cuánticas que no son locales, como las correlaciones de espín del estado singulete. Uno necesita medir el componente z de ambas partículas que pueden estar muy separadas. Un estado singlete también puede llamarse no local. Dado que no se pueden usar estas correlaciones para enviar información (se requiere un canal clásico paralelo, y este no puede ser superlumínico), por lo tanto, esta propiedad no implica violaciones de la causalidad.
Incompatibilidad de QM con el realismo local (causal) : QM y los experimentos violan las desigualdades de Bell. Esto conduce a la incompatibilidad de QM y la naturaleza con el realismo local (causal) (variables ocultas locales) o el libre albedrío. La gente está discutiendo esto actualmente en este sitio.
Solo la primera noción de localidad (causalidad) debe ser requerida en una teoría invariante de Poincaré. Cuestión semántica: algunas personas llaman a una teoría "relativista especial" si la teoría es invariante de Poincaré y causal, mientras que otras personas por "relativista especial" solo quieren decir invariante de Poincaré.
Ejemplos:
no intercambiable...
Localidad y Causalidad en un mismo plato...
Nórdico:
“No es necesariamente que algo en la región 2 influya causalmente en algo en la región 1, o viceversa. Siempre es posible que haya algún otro evento, ni en la región 1 ni en la región 2, que no haya sido determinado por [λ], y que a su vez influya causalmente tanto en [beables en la región 1] como en [en la región 2]. El punto es, sin embargo, que esta influencia causal tendría que ser no local"
Norsen, T. encontrado. física 39, 273. 2009.
Zeilinger:
"Lo que no podemos excluir, como con cualquier experimento, es la posibilidad de que una causa común anterior en la superposición de los conos de luz hacia atrás de los dos eventos"
Zeilinger, A. Nueva Revista de Física 14 053030. 2012
y agrego:
la contextualidad subsume la no localidad
usuario7757