En la relatividad general , un geon es una onda electromagnética o gravitacional no singular que se mantiene unida en una región confinada por la atracción gravitatoria de su propia energía de campo . Fueron investigados teóricamente por primera vez en 1955 por J. A. Wheeler , quien acuñó el término como una contracción de "entidad electromagnética gravitacional". [1]
Dado que la relatividad general es una teoría de campos clásica , el concepto de Wheeler de un geon no los trata como entidades mecánico-cuánticas , y esto generalmente sigue siendo cierto hoy en día. [ aclaración necesaria ] No obstante, Wheeler especuló que podría haber una relación entre los geones y las partículas elementales . Esta idea continúa atrayendo cierta atención entre los físicos, pero en ausencia de una teoría viable de la gravedad cuántica , la precisión de esta idea especulativa no se puede probar.
Wheeler no presentó soluciones geon explícitas para la ecuación de campo de Einstein del vacío , un vacío que fue parcialmente llenado por Brill y Hartle en 1964 por el geón de Brill-Hartle . [2] En 1997, Anderson y Brill dieron una prueba rigurosa de que existen soluciones geon de la ecuación de Einstein del vacío, aunque no se dan en una forma cerrada simple. [3]
Una de las principales cuestiones pendientes en relación con los geones es si son estables o deben decaer con el tiempo a medida que la energía de la onda se "fuga" gradualmente. Esta pregunta aún no ha sido respondida definitivamente, pero el consenso parece ser que probablemente no pueden ser estables. [4] Esto pondría fin a la esperanza inicial de Wheeler de que un geon pudiera servir como modelo clásico para partículas elementales estables. Sin embargo, esto no descartaría la posibilidad de que los geones se estabilicen mediante efectos cuánticos. [5] De hecho, una generalización cuántica del geon gravitacional utilizando la gravedad cuántica de baja energía muestra que los geones son sistemas estables incluso cuando se activan los efectos cuánticos. [6] El geon cuántico (llamado "gravibola") se describe como gravitones unidos por su autointeracción gravitatoria. Dado que los geones (clásicos o cuánticos) tienen una masa pero son electromagnéticamente neutros, son posibles candidatos para la materia oscura .