El principio de covarianza general del principio de equivalencia (EEP) nos dice que, en principio, no hay forma de distinguir localmente entre una aceleración de inercia y los efectos de un campo gravitatorio. Cuando la covarianza general se expresa en forma tensorial, encontramos que si la ecuación se cumple en un marco inercial, debe serlo en un marco de referencia no inercial.
Mi pregunta es, si lo anterior es cierto, ¿es un campo gravitatorio solo una ilusión? ¿Por qué tenemos que considerar un campo gravitacional? ¿Por qué no pensar en la gravedad como el efecto de la flexión del espacio y el tiempo, con la gravitación revelada como una ilusión, un subproducto de la geometría? Siento que es la presencia de la materia lo que deforma el espacio a su alrededor, dándonos la ilusión de que hay una fuerza de gravedad que tira de los objetos vecinos.
Lo que acabas de describir es la Teoría de la Relatividad General de Einstein. Propone tratar la gravedad no como un campo (como había hecho Newton), sino como una propiedad geométrica del espacio y el tiempo. La idea es que los objetos con masa doblen el espacio y el tiempo, atrayendo objetos a su alrededor. La teoría se ha mantenido increíblemente bien durante más de 100 años.
El problema es que la teoría de la relatividad general no es compatible con la teoría cuántica de campos, que se utiliza para describir todas las demás interacciones fundamentales de nuestro universo.
Estas dos teorías han resultado difíciles de reconciliar. La mecánica cuántica es relevante en sistemas de escala extremadamente pequeña (piense en los átomos). Dado que la gravedad es extremadamente débil y la masa está bastante dispersa, la gravedad solo es realmente significativa en una escala muy grande (piense en estrellas, galaxias). En consecuencia, hemos construido QFT asumiendo que la gravedad no juega un papel en las interacciones atómicas.
Un área muy interesante de estudio adicional son los agujeros negros. El centro de un agujero negro es tan denso (tal vez infinitamente), que cuando un objeto se acerca, la gravedad es mucho más fuerte que las fuerzas cuánticas y el objeto se rompe en sus componentes. Esto no puede ser descrito por GR y debe ser descrito usando QFT.
Desafortunadamente, no podemos medir las fuerzas dentro de un agujero negro ya que, por definición, la información no puede salir de un agujero negro. Además, cualquier intento de incorporar la gravedad en el modelo estándar ha fallado porque no podemos cuantificar la gravedad.
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