Universalidad del principio de mínima acción, ¿por qué funciona? [duplicar]

Por ejemplo, cuando se trabaja con la relatividad general, se ve que las ecuaciones de Einstein se pueden derivar de un principio de acción a través de la acción de Einstein-Hilbert. Esto ocurre también en mecánica clásica, óptica, electrodinámica,...

Incluso en teorías modificadas de la gravedad, u otras teorías avanzadas como la teoría de cuerdas, qft en espaciotiempos curvos, cromodinámica cuántica,... el enfoque siempre es definir una acción y derivar las ecuaciones de campo del principio de acción mínima.

En mecánica clásica esto puede ser intuitivo, entendiendo el principio de mínima acción como conservación de la energía. Sin embargo, en estas teorías sofisticadas, ¿cómo se tiene la seguridad de derivar las ecuaciones de campo de una acción? ¿Cómo se sabe que las ecuaciones de campo derivadas son las únicas ecuaciones de campo de la teoría? No puedo ver la garantía a pesar de que he leído preguntas similares en el foro, pero los argumentos todavía no me convencen.

En resumen, ¿cuál es el argumento teórico preciso de por qué el principio de acción mínima funciona en escenarios completamente diferentes?

¿Su pregunta es por qué deberíamos creer que siempre existe un Lagrangiano para cualquier conjunto de ecuaciones de campo que podamos escribir?

Respuestas (1)

En resumen, ¿cuál es el argumento teórico preciso de por qué el principio de acción mínima funciona en escenarios completamente diferentes?

Es posible derivar una teoría de un Lagrangiano y la teoría no es correcta, en el sentido de que no se ajusta a algunos experimentos. Ejemplo: Teoría de la gravitación de Nordstrom .

Entonces, no creo que sea posible tener un argumento teórico para la validez general de ese principio.

O, por supuesto, podemos inventar algún lagrangiano cuyas ecuaciones de campo se vuelvan absurdas. Por ejemplo, podríamos renunciar al lagrangiano de acción de Einstein-Hilbert y decir que su lagrangiano es proporcional solo a R ^ 2 en lugar de R. Esto nos daría ecuaciones de campo que no representan la realidad física. PERO, esas ecuaciones serían las ecuaciones correctas para ese modelo en particular, ¿por qué ese proceso nunca falla? ¡Gracias!
@Axionlikeparticles Sobre la pregunta de por qué ese proceso nunca falla: en mi página de perfil proporciono un enlace a un recurso que creé. Es un diagrama interactivo; mover un control deslizante barre la variación. El diagrama muestra en tres subpaneles cómo el barrido de variación afecta las variables involucradas. El diagrama interactivo proporciona visualización del proceso de interconversión entre la forma de ecuación diferencial y la forma de acción estacionaria. (Enlazo a mi página de perfil en lugar de directo para evitar sospechas de enlaces vanidosos).