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gravedad inducida

La gravedad inducida (o gravedad emergente ) es una idea en la gravedad cuántica de que la curvatura del espacio-tiempo y su dinámica emergen como una aproximación de 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.

Descripción general

Sajarov observó que muchos sistemas de materia condensada dan lugar a fenómenos emergentes análogos a la relatividad general . Por ejemplo, los defectos de los cristales pueden parecerse a una curvatura y una torsión en un espacio-tiempo de Einstein-Cartan . Esto permite crear una teoría de la gravedad con torsión a partir de un modelo cristalino mundial del espacio-tiempo en el que el espaciado de la red es del orden de una longitud de Planck . [1] La idea de Sajarov era comenzar con una variedad pseudo-riemanniana de fondo arbitraria (en 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 un orden de 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, estos modelos suelen predecir enormes constantes cosmológicas .

Algunos argumentan que el teorema de Weinberg-Witten ha demostrado que los modelos particulares propuestos por Sajarov y otros son imposibles . Sin embargo, los modelos con gravedad emergente son posibles siempre que otras cosas, como las dimensiones del espacio-tiempo, surjan junto con la gravedad. Los avances 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 masivo surge como un fenómeno emergente de los grados de libertad cuánticos que se entrelazan y viven en los límites del espacio-tiempo. Según algunos investigadores destacados de la gravedad emergente (como Mark Van Raamsdonk ), el espacio-tiempo está formado por entrelazamientos cuánticos. [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 de libertad fundamentales existen en un gráfico dinámico que inicialmente está completo , y una estructura reticular espacial efectiva emerge en el límite de baja temperatura. [9] [10]

Ver también

Referencias

  1. ^ H. Kleinert (1987). "La gravedad como teoría de los defectos en un cristal con sólo elasticidad de segundo gradiente". Annalen der Physik . 44 (2): 117. Código bibliográfico : 1987AnP...499..117K. doi : 10.1002/andp.19874990206.
  2. ^ Van Raamsdonk, Mark (19 de junio de 2010). "Construyendo el espacio-tiempo con entrelazamiento cuántico". Relatividad General y Gravitación . 42 (10): 2323–2329. arXiv : 1005.3035 . Código Bib : 2010GReGr..42.2323V. doi :10.1007/s10714-010-1034-0.
  3. ^ Jacobson, Ted (14 de agosto de 1995). "Termodinámica del espacio-tiempo: la ecuación de estado de Einstein". Cartas de revisión física . 75 (7): 1260-1263. arXiv : gr-qc/9504004 . Código bibliográfico : 1995PhRvL..75.1260J. doi :10.1103/PhysRevLett.75.1260. PMID  10060248. S2CID  13223728.
  4. ^ Padmanabhan, T. (1 de abril de 2010). "Aspectos termodinámicos de la gravedad: nuevos conocimientos". Informes sobre los avances en física . 73 (4): 046901. arXiv : 0911.5004 . Código bibliográfico : 2010RPPh...73d6901P. doi :10.1088/0034-4885/73/4/046901. ISSN  0034-4885. S2CID  209835245.
  5. ^ Verlinde, Erik (2011). "Sobre el origen de la gravedad y las leyes de Newton". Revista de Física de Altas Energías . 2011 (4): 29. arXiv : 1001.0785 . Código Bib : 2011JHEP...04..029V. doi :10.1007/jhep04(2011)029. ISSN  1029-8479. S2CID  3597565.
  6. ^ Lee, Jae Weon; Kim, Hyeong-Chan; Lee, Jungjai (2013). "Gravedad a partir de información cuántica". Revista de la Sociedad Coreana de Física . 63 (5): 1094–1098. arXiv : 1001.5445 . Código Bib : 2013JKPS...63.1094L. doi :10.3938/jkps.63.1094. ISSN  0374-4884. S2CID  118494859.
  7. ^ Swingle, Brian; Van Raamsdonk, Mark (2014). "Universalidad de la gravedad desde el entrelazamiento". arXiv : 1405.2933 [hep-th].
  8. ^ Oh, Eunseok; Park, IY; Pecado, Sang-Jin (13 de julio de 2018). "Ecuaciones completas de Einstein a partir de la Primera Ley del Enredo generalizada". Revisión física D. 98 (2): 026020. arXiv : 1709.05752 . Código bibliográfico : 2018PhRvD..98b6020O. doi : 10.1103/PhysRevD.98.026020. S2CID  119084958.
  9. ^ Konopka, Tomasz; Markopoulou, Fotini ; Smolin, Lee (17 de noviembre de 2006). "Graficación cuántica". arXiv : hep-th/0611197 .
  10. ^ Konopka, Tomasz; Markopoulou, Fotini ; Severini, Simone (27 de mayo de 2008). "Grafidad cuántica: un modelo de localidad emergente". Revisión física D. 77 (10): 104029. arXiv : 0801.0861 . Código Bib : 2008PhRvD..77j4029K. doi : 10.1103/PhysRevD.77.104029. ISSN  1550-7998. S2CID  6959359.

enlaces externos