¿La presencia de modos B en el CMB proporcionaría evidencia de la gravedad cuántica?

Encontrar modos B en el CMB (que no se deben a la contaminación del primer plano) sería evidencia de ondas gravitacionales, porque no pueden ser producidas por perturbaciones de densidad (a primer orden, según tengo entendido). Mi pregunta es ¿cómo podemos saltar de "Hemos encontrado ondas gravitacionales en el CMB" a "esta es una evidencia de la naturaleza cuántica de la gravedad"? (esta es una declaración bastante común en las publicaciones científicas sobre el tema) De acuerdo con esta respuesta , el tamaño del universo antes de la inflación era ~ 500k Longitudes de Planck, y después de la inflación era del tamaño de un grano de arena. Entonces, durante todo el proceso, las escalas involucradas fueron muchas veces la escala que solemos asociar con la gravedad cuántica.GR, no de gravedad cuántica.

Solo para aclarar, esta pregunta no es "¿los modos B encontrados por Planck sugieren una observación de ondas gravitacionales" (ya que eso está en debate) o "¿el campo gravitatorio tiene una descripción cuántica?". Solo estoy interesado en cómo uno conecta las escalas asociadas con la inflación con la certeza de que la observación de las ondas gravitacionales probaría la naturaleza cuántica de la gravedad.

Las siguientes publicaciones de blog son potencialmente útiles: "¿Gravedad cuántica en el fondo de microondas cósmico? " y "El problema inverso". Lo sentimos, no tenemos evidencia experimental de la gravedad cuántica. " . Resultado: la relevancia de los datos para la gravedad cuántica actualmente está siendo sobrevalorada
¿Quiso decir "encontrar modos B (salvo la "contaminación" del primer plano)"? El polvo también contribuye a los modos B, como se sabe a través de la controversia BICEP2.
@Danu: Sí, tienes razón, eso es lo que quise decir, y es una de las razones por las que agregué mi aclaración: no quiero preocuparme por el polvo. Pero agregaré algo más específico a la pregunta.

Respuestas (2)

La pregunta de si la detección del modo B primordial dice algo sobre la gravedad cuántica o no puede ser subjetiva, pero uno puede dar una respuesta inequívoca y objetiva de por qué las personas mencionaban la gravedad cuántica en relación con los modos B (y BICEP2). Aquí, intentaré responder a esa pregunta.

Mi respuesta se basa principalmente en una excelente publicación de blog (invitado) de Liam McAllister , un investigador de Cornell que ha publicado varios artículos sobre inflación y actualmente está escribiendo un libro de texto llamado Teoría de cuerdas e inflación junto con Daniel Baumann de Cambridge (parte del borrador está disponible gratuitamente aquí ).

En la publicación, McAllister explica que una predicción genérica de los modelos inflacionarios es que la relación tensor-escalar r del espectro de perturbación de ondas gravitacionales primordiales está relacionado con la densidad de energía ρ en el momento en que ocurrió la inflación:

ρ 1 / 4 = 2.2 × 10 18 GeV ( r 0.2 ) 1 / 4

Así, si una detección como BICEP2 determina que r está en la escala de 0.1 , esto nos dice que podemos esperar obtener información sobre la física que ocurrió a escalas de energía que nunca podríamos haber soñado lograr aquí en la Tierra (en comparación, el LHC funciona a ∼ 10 4 GeV ). De hecho, esta densidad de energía está razonablemente cerca de la escala de Planck , que es donde generalmente se espera que los efectos gravitacionales cuánticos comiencen a aparecer. ¡Tentadoramente cerca de realizar el sueño de acceder experimentalmente a regímenes donde se pueda probar la gravedad cuántica!

... esto, por supuesto, todo bajo el supuesto de que se han demostrado resultados similares a BICEP2 que, en este momento, parecen dudosos en el mejor de los casos.

En el contexto de mi pregunta, esto parece una gran respuesta. Por supuesto, si vemos ondas gravitatorias que se originan en un entorno donde los efectos cuánticos pueden ser observables, eso no significa que "el campo gravitatorio esté cuantificado". Pero, dado que planteé la pregunta como un problema de escala, esta parece ser la respuesta correcta, ya que la escala es apropiada para los efectos cuánticos.

Esto es bastante subjetivo. Pero voy a ofrecer mi respuesta:

¿La presencia de modos B en el CMB proporcionaría evidencia de la gravedad cuántica?

No. Y el argumento reciente es que ni siquiera proporcionan evidencia de ondas gravitacionales. No sé si vieron el reciente programa Horizon , pero fíjense que lo que no salió es que las ondas gravitatorias datan del "instante de la creación", mientras que las CMB datan de 300.000 "maelstrom" años después. Piense en la licuadora . También tenga en cuenta las características de Paul Steinhardt en el programa. Ver El físico Paul Steinhardt critica la inflación, la teoría cósmica que él ayudó a concebir . Incluso la inflación se ve inestable en mi humilde opinión, como si fuera una solución a un problema que no existe, y la cosmología del big bang está mejor sin ella.

¿Cómo podemos saltar de "hemos encontrado ondas gravitacionales en el CMB" a esta evidencia de la naturaleza cuántica de la gravedad?

no podemos Ni siquiera hemos detectado ondas gravitacionales. Lo que tenemos aquí es una inferencia sobre una especulación que se basa en una hipótesis no probada, ninguna de las cuales aborda la naturaleza cuántica E = hf de una onda electromagnética, que por cierto tiene una masa gravitatoria activa y, por lo tanto, también es una onda gravitatoria. .

... y HEMOS detectado ondas gravitacionales indirectamente. Hulse y Taylor ganaron un Nobel por ello.
También tenga en cuenta que Steinhardt tiene una teoría favorita personal que compite directamente con la inflación (yo personalmente asistí a una de sus charlas hace unos meses y no me convenció en absoluto, pero eso es un asunto personal).
Al volver a leer esta respuesta, veo que no ha proporcionado un solo argumento para respaldar su posición. Parece que solo se está oponiendo a la teoría inflacionaria, lo cual está bien, pero no debe ser un punto de enfoque en una respuesta a esta pregunta.
Solo estaba señalando que no hiciste nada para corroborar tu respuesta.
Como hice la pregunta, solo diré que es cierto que esta respuesta no proporcionó una explicación directamente, pero los enlaces incluidos en la respuesta sí lo hacen. Y son exactamente relevantes para el tema en cuestión, no para la aparente aversión a la inflación del que responde. En mi libro, esa es una buena respuesta con información superflua, por lo que voté a favor.
¿La presencia de modos B en el CMB proporcionaría evidencia de la gravedad cuántica?
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