¿Por qué es tan difícil unificar la gravedad con las otras 3 fuerzas fundamentales?

Si regresas a los orígenes, la dificultad de fusionar la gravedad con las otras fuerzas se debe principalmente a que la relatividad general es una teoría puramente geométrica (nuevamente, eso está en su forma original) y todas las demás fuerzas son cuánticas, por lo que en su mayoría significa que son transportados por partículas de fuerza bien definidas. El fotón como partícula que transmite el campo electromagnético es el ejemplo más simple, pero la idea se traslada muy bien tanto a las fuerzas débiles como a las fuertes.

La relatividad general, por el contrario, funciona muy, muy bien sin siquiera invocar tales conceptos, o partículas en general. Como lo formuló Einstein, GR realmente se trata de espacios curvos.

Por analogía , se asumió posteriormente: creo que en algún momento de la década de 1960 o tal vez de 1950. -- que la gravedad también debe tener una forma cuántica, pero siempre ha sido una suposición, no una prueba absoluta, una especie de "funcionó aquí, y aquí, y aquí... así que seguramente también funciona igual de bien para el último ¿Fuerza, gravedad?

Pero es un poco difícil cerrar una brecha tan grande. Es razonablemente fácil proporcionar una descripción general de la gravedad como una fuerza de atracción universal, aunque incluso allí te encuentras rápidamente con problemas infinitos extraños que no se ven con otras fuerzas. Pero si haces eso... ¿qué pasó con toda esa parte de que el espacio es curvo? El modelo de fuerza cuántica más atractivo posible simplemente mantendría el espacio como un marco rígido y haría todo más o menos como con la fuerza electromagnética, solo que con un solo tipo de carga (masa).

Entonces, puede hacer uno (espacio curvo), o puede hacer el otro (atracción cuántica universal mediada por gravitones), pero no es trivial hacer ambos. Y no importa cómo lo hagas, las otras fuerzas no doblan directamente el espacio, lo que hace que la gravedad sea bastante única. En consecuencia, los detalles nunca parecen funcionar del todo bien, y se han escrito muchos libros sobre por qué podría ser así.

¡Una descripción detallada de las sutilezas y tecnicismos que resaltan el problema es un tema de investigación en sí mismo!

Aquí se intenta proporcionar una breve discusión sobre argumentos epistemológicos, sin jerga matemática ni fenomenología detallada, que estoy seguro que algunos desearían complementar o mejorar. le daría la bienvenida

Hay una serie de razones que, combinadas, pueden ayudarnos a comprender por qué no vemos cómo proceder en el empeño de encontrar una buena teoría de la gravedad cuántica y, por tanto, unificarla con las demás fuerzas de la naturaleza. La razón principal son las estructuras físicamente diferentes de la fuerza gravitatoria y las otras fuerzas de la naturaleza. Cuando se trata de la gravedad, incluso la noción de fluctuaciones cuánticas de los campos ya es problemática. Mientras que para las otras fuerzas de la naturaleza, las fluctuaciones cuánticas tienen una interpretación significativa y son relativamente "fáciles" de calcular.

Otra posible razón son las herramientas que estamos usando y la filosofía que mantenemos sobre la noción de cuantización de campos, y que tratamos de impulsar esta filosofía para incluir la gravedad. Esto se ha realizado en los enfoques "antiguos", en los que se hicieron intentos de construir teorías perturbativamente renormalizables de la gravedad cuántica. Todos han sufrido de una u otra deficiencia.

Una teoría cuántica de campos exitosa nos permite hacer cálculos y extraer resultados sensibles que luego se pueden probar con experimentos. En los dos enfoques principales de la gravedad cuántica, la teoría de cuerdas y la gravedad cuántica de bucles, no ha sido posible acceder experimentalmente a tales cálculos comprobables, debido a la gran cantidad de energías requeridas. Entonces, los resultados de estas teorías siguen siendo, en el mejor de los casos, en el momento actual, solo especulaciones teóricas. Pero ambas teorías aún se están desarrollando y de ninguna manera son, en esta etapa, teorías completas de la naturaleza.

En mi opinión, lo básico es que la Relatividad General es una teoría determinista y la Gravedad se manifiesta a nivel macroscópico, mientras que la teoría Cuántica es una teoría probabilística y se manifiesta a nivel microscópico, y otras fuerzas operan a este nivel. De ahí que sea difícil unificar estas teorías. Ha habido serios esfuerzos durante las últimas cinco décadas por parte de físicos teóricos/físicos de partículas/matemáticos para dar una Teoría Cuántica de la Gravedad satisfactoria, y ha habido 1. El enfoque canónico de Kuchar - Isham 2. El enfoque covariante de B. DeWitt 3. El bucle de Ashtekar enfoque de la gravedad cuántica 4. Enfoque de la teoría Twistor de Penrose, etc., pero aún no tenemos una teoría completamente satisfactoria. Tal vez, necesitamos una nueva teoría matemática como la geometría no conmutativa para unificar estos dos, ¡quién sabe!

Si la gravedad se considera una presión en lugar de una atracción, y la materia es el resultado de esa presión, la energía se enrolla sobre sí misma en esferas cuando la fuerza de presión es mayor que la fuerza opuesta de la energía en expansión, ¿no encajaría mejor con la distribución? de la materia en el universo?

La masa en el espacio-tiempo definida como densidad de materia y energía, tratada como un potencial en una cavidad en lugar de un peso, ya que el espacio es ingrávido, parece más lógico que una fuerza de atracción como propiedad de la masa. Si un cuerpo en el espacio es producto de la presión resultante de la energía que ejerce una fuerza sobre su entorno, empujando una protuberancia en la fuerza opuesta y existe en un estado equilibrado nivelando el potencial a cero, integra la gravedad en energía a través de la combinación de fuerzas opuestas de energía c*c. Si asumimos que todas las fuerzas tienen una fuerza opuesta igual, con solo aceptar el hecho de que la densidad de energía de masa observada en cualquier punto es el producto de la energía térmica estelar que se encuentra con una fuerza igual opuesta que condensa la energía al reflejarla en una onda estacionaria que se mueve en direcciones opuestas forzándola para expandirse en forma tridimensional desde 0,

La condensación ocurre cuando la energía se cancela por la interacción de estados iguales, lo que resulta en un cambio de fase donde la energía adquiere una nueva distribución geométrica. ¿No es necesario para que exista la materia, que exista una fuerza contraria que anule la energía estelar en el espacio, acelerándola a un estado cuadrático en dirección opuesta, haciéndola expandirse desde un punto a una esfera balanceándola en todas direcciones hacia el fuerza opuesta que viene de todas las direcciones?

¿Es la materia solo geometría en forma esférica, como los volúmenes de presión eran ligeros rebotes? ¿Tanto como fotones como como planetas?

¿Existe el tiempo? El pasado y el futuro se definen por su inexistencia. No hay nada más que ahora y es constante.

Si el big bang es la raíz, ¿no significa eso que cualquier partícula contiene información sobre todas las demás partículas en un momento dado?

Si nuestro planeta es un sistema cuántico, ¿no sería imposible medirlo ya que vivimos dentro de la función de onda y somos parte de ella?