La gravedad inducida (o gravedad emergente ) es una idea de la gravedad cuántica según la cual la curvatura del espacio-tiempo y su dinámica surgen como una aproximación del campo medio de los grados de libertad microscópicos subyacentes , similar a la aproximación de la mecánica de fluidos de los condensados de Bose-Einstein . El concepto fue propuesto originalmente por Andrei Sakharov en 1967.
Sakharov observó que muchos sistemas de materia condensada dan lugar a fenómenos emergentes que son análogos a la relatividad general . Por ejemplo, los defectos de los cristales pueden parecerse a la curvatura y la torsión en un espacio-tiempo de Einstein-Cartan . Esto permite crear una teoría de la gravedad con torsión a partir de un modelo de cristal mundial del espacio-tiempo en el que el espaciamiento reticular es del orden de una longitud de Planck . [1] La idea de Sakharov era empezar con una variedad pseudo-riemanniana de fondo arbitraria (en los tratamientos modernos, posiblemente con torsión) e introducir campos cuánticos (materia) en ella pero no introducir ninguna dinámica gravitacional explícitamente. Esto da lugar a una acción efectiva que, en el orden de un bucle, contiene la acción de Einstein-Hilbert con una constante cosmológica . En otras palabras, la relatividad general surge como una propiedad emergente de los campos de materia y no se introduce a mano. Por otro lado, tales modelos suelen predecir enormes constantes cosmológicas .
Algunos argumentan que los modelos particulares propuestos por Sakharov y otros han sido probados como imposibles por el teorema de Weinberg-Witten . Sin embargo, los modelos con gravedad emergente son posibles siempre que otras cosas, como las dimensiones del espacio-tiempo, emerjan junto con la gravedad. Los desarrollos en la correspondencia AdS/CFT después de 1997 sugieren que los grados de libertad microfísicos en la gravedad inducida podrían ser radicalmente diferentes. El espacio-tiempo en masa surge como un fenómeno emergente de los grados de libertad cuánticos que están entrelazados y viven en el límite del espacio-tiempo. Según algunos investigadores destacados en gravedad emergente (como Mark Van Raamsdonk ), el espacio-tiempo está construido a partir de entrelazamiento cuántico. [2] Esto implica que el entrelazamiento cuántico es la propiedad fundamental que da lugar al espacio-tiempo. En 1995, Jacobson demostró que las ecuaciones de campo de Einstein pueden derivarse de la primera ley de la termodinámica aplicada en horizontes locales de Rindler . [3] Thanu Padmanabhan y Erik Verlinde exploran los vínculos entre la gravedad y la entropía , siendo Verlinde conocido por una propuesta de gravedad entrópica . [4] [5] La ecuación de Einstein para la gravedad puede surgir de la primera ley del entrelazamiento. [6] [7] [8] En la propuesta de "grafidad cuántica" de Konopka, Markopoulu-Kalamara , Severini y Smolin , los grados fundamentales de libertad existen en un gráfico dinámico que inicialmente es completo , y una estructura reticular espacial efectiva emerge en el límite de baja temperatura. [9] [10]