Gravedad cuántica de lazos.

Gravedad Cuántica de Lazos, la prima fea de la gravedad cuántica.

La gravedad cuántica es la hipotética teoría que combinaría en un único esquema conceptual los principios de la mecánica cuántica con la teoría gravitatoria. Desde los inicios de la mecánica cuántica, sobre los años 20 del pasado siglo, los científicos se han preguntado cómo se incorporan las ideas cuánticas en la teoría de lagravedad. A día de hoy no hay una teoría confirmada que lo haya logrado.

Sin embargo, no faltan propuestas, siendo sin duda alguna la más popular la teoría de cuerdas. Esta teoría se basa en la idea de que las materia está conformada por filamentos de energía que están en vibración. Dicha teoría requiere para su consistencia interna la presencia de un número de dimensiones mayor de cuatro (10 u11 según la versión de teoría de cuerdas que empleemos) y la presencia de supersimetría. La supersimetría relaciona partículas con espín entero con compañeras de espín semientero y viceversa. A día de hoy no hay pruebas experimentales ni de las dimensiones extra ni de los compañeros supersimétricos de las partículas que conocemos. Pero está claro que el esquema presentado por teoría de cuerdas, apesar de los detalles comentados, es muy sugerente porque permite unificar en una única teoría todas las partículas conocidas y todas las interacciones, incluyendo la gravedad y todo esto a nivel cuántico. No queremos hablar en esta entrada de esta teoría, que ha sido tratada extensamente en muchos sitios presentando sus virtudes y sus problemas. Más bien lo que queremos es presentar,sencillamente, las bases de una teoría de gravedad cuántica que se ha venido desarrollando desde mediados de los años 80 del siglo anterior.

La teoría anteriormente mencionada se la conoce en castellano como Gravedad Cuántica de Lazos (algunos prefieren Bucles). En esta entrada nos referiremos a ella como Loop Quantum Gravity que es su nombre en inglés y generalmente emplearemos LQG para referirnos a ella.¿En qué se basa LQG?

La motivación de la LQG es simple, combinar las teorías actuales de gravedad con la mecánica cuántica.

La gravedad viene descrita por la Relatividad General (RG en lo que sigue) y nos dice que la gravedad no es más que la respuesta del espaciotiempo a la presencia de cualquier otro campo (electromagnético, fuerte, etc). La gravedad es la manifestación del cambio dela geometría del espaciotiempo como respuesta a la presencia de energía en el mismo (y a como esté distribuida).

Según la RG la gravedad no es una fuerza ni una interacción. Es algo mucho más especial, es la manifestación de la propia geometría del espaciotiempo y esta geometría es dinámica. Esto implica que responde a la presencia de materia y energía. Y claro, si la geometría cambia, la formade propagarse la materia y la energía también cambia. La relación entre geometría y energía presente en el espaciotiempo es lo que condensan las ecuaciones de Einstein de la RG.

Cuando hablamos de geometría esencialmente nos referimos a eso, a como medir longitudes, áreas, volúmenes etc. Y la geometría está condensada en un objeto matemático denominado métrica, que para lo que nos interesa eslo que nos permite medir los conceptos anteriormente mencionados. Por tanto RG nos dice que la métrica es algo que cambia cuando hay energía y/o materia en una región del espaciotiempo. El típico ejemplo de la sabana que se curva porque ponemos un cuerpo con masa es bastante bueno y aunque no es totalmente fiel a la teoría sí que nos da una idea acerca de lo que ocurre.

La conclusión aquí essimple:

"RG trata del propio espaciotiempo, de su comportamiento como un objeto físico dinámico." RG = Relatividad General.

Esto es tan así que lo que se está buscando con las ondas gravitacionales son ondulaciones del propio espaciotiempo.

Si ahora queremos cuantizar, es decir encontrar la versión cuántica, la gravedad escrita como RG lo que tenemos que hacer es encontrar la teoría...