¿Son las "partículas virtuales de energía negativa" cuánticas lo mismo que la "densidad de energía negativa" en las EFE?

La pregunta es bastante sencilla. La teoría cuántica describe la energía negativa en forma de efecto Casimir y partículas virtuales de energía negativa. En las ecuaciones de campo de Einstein, la energía negativa es donde la densidad de energía es negativa.

Lo que estoy tratando de averiguar es si dos son iguales, similares o, de hecho, diferentes. ¿Sabemos la respuesta a esto?

Editar: encontré algunos materiales relevantes, que pueden ayudar o no a la interpretación. Parece que las desigualdades cuánticas están relacionadas de alguna manera, solo tengo algunas dificultades para interpretarlo ya que no estoy familiarizado con la teoría cuántica.

Respuestas (1)

El efecto Casimir crea una región con densidad de energía negativa en el sentido de la relatividad general, donde se dice que dicho efecto viola las condiciones energéticas o crea materia exótica. El tema es popular porque esa materia exótica se puede usar para estabilizar agujeros de gusano atravesables, que de otro modo colapsarían sin dejar pasar nada, y luego para formar "máquinas del tiempo". Mientras que los entusiastas de los viajes en el tiempo están contentos, los relativistas buscan una condición de energía que se mantenga incluso en presencia de efectos cuánticos, pero que garantice que no se pueden formar curvas temporales cerradas. Véase el artículo de Visser .

Hay una gran advertencia. Para estar seguro de esto, se necesita una teoría que combine la teoría cuántica de campos y la relatividad general, y tal teoría no existe en la actualidad. Las conclusiones sobre la densidad de energía negativa se basan en cálculos semiclásicos, donde el tensor métrico clásico se acopla a campos/partículas cuánticas. Este acoplamiento conduce a violaciones de los principios fundamentales de la teoría cuántica de campos y/o de la relatividad general y, por lo tanto, los modelos semiclásicos son inconsistentes en sí mismos. Del artículo de Rickles (p.20):"...un campo clásico acoplado a una fuente cuantizada violará el principio de incertidumbre, ya que se podrá utilizar el campo clásico para determinar con una precisión mayor que la permitida por las relaciones de incertidumbre la posición y el momento simultáneos de una partícula. Además, si adoptamos una interpretación de colapso de la teoría cuántica, de modo que la medición del campo clásico envíe el estado de la partícula de una superposición a un estado definido, entonces se viola el principio de conservación del momento. Si adoptamos una interpretación sin colapso, entonces es posible explotar el acoplamiento para transmitir señales superlumínicas ". Las señales superlumínicas en relatividad también son bien conocidas por permitir el viaje en el tiempo.

Esto no significa necesariamente que la gravedad semiclásica no se aproxime a la teoría correcta, el modelo de Bohr de un átomo era inconsistente pero derivó correctamente la fórmula de Rydberg para las líneas espectrales. Además, la radiación de Hawking fue predicha por la gravedad semiclásica y confirmada. Pero la inconsistencia se manifiesta en el problema de la información del agujero negro (ver Rickles p.10).

Muchas gracias por incluir algunos documentos recientes que no conocía. Parte de la investigación que encontré sobre la radiación de Hawking incluía física fractal/teoría del universo. Suponiendo que los fractales sean ciertos (aunque no son concluyentes), ¿eso todavía significa que los modelos semiclásicos son inconsistentes en sí mismos o se vuelven obsoletos? La pregunta es tangencial, así que está bien si no quieres responderla :)
@crockpotveggies No estoy familiarizado con la imagen fractal, así que no puedo comentar. Pero el argumento a favor de la inconsistencia semiclásica es muy general, ver editar. Se espera que la gravedad cuántica imponga una condición que impida la formación de curvas temporales cerradas incluso si permite densidades de energía negativas. Es posible que desee consultar este hilo physics.stackexchange.com/questions/2865/…