Analizando el tema de las singularidades desde un punto de vista cuántico

teoría en absoluto. Esto es con lo que sueñan todos los físicos. ¡Santa flecha! Aquello que permitiría describir, en una sola y singular ley, absolutamente todos los fenómenos de la naturaleza. Ya han logrado combinar fenómenos como la electricidad y el magnetismo, por ejemplo. Pero algunas ramas de la física todavía parecen completamente incompatibles. Este es el caso de la física cuántica y la relatividad general en particular.

Ambos se presentan como rasgaduras con una visión más clásica. Ambos fueron redactados en XXmi un siglo. Max Planck está en la cima, cuando se trata de física cuántica. Y Albert Einstein, por supuesto, respecto a la relatividad general. El primero se centra en el comportamiento de las partículas y el segundo considera la gravedad como consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo. El primero, en general, y con gran éxito, se aplica a escalas muy pequeñas. Mientras que el segundo ocurre en lugar de grandes escalas.

Alternativamente, porque la gravedad también se puede estudiar a nivel microscópico. Y ese es el problema. Porque la relatividad general conduce necesariamente, en un momento u otro, al surgimiento de lo que los físicos llaman singularidades. ¡Las singularidades que la física cuántica prohíbe pura y simplemente!

Entre la relatividad y la física cuántica el problema de las singularidades

Para entender, debes volver a lo básico. a la ecuación de Albert Einstein, que los físicos conocen como la ecuación del campo gravitacional. Traducción matemática de la teoría general de la relatividad. que relaciona la curvatura del espacio-tiempo con la distribución de masa y energía.

Si quieren describir la geometría del espacio-tiempo, los investigadores deben buscar soluciones a esta compleja ecuación. Y resulta que, en determinadas condiciones extremas, conducen a soluciones inespecíficas. Entender, por algo que las matemáticas ya no pueden definir. Este es el caso del núcleo de los agujeros negros, por ejemplo. O en el origen de nuestro universo. Áreas donde las leyes de la física dejan de existir. Luego, los investigadores hablan de singularidad.

Los físicos señalan la singularidad en el origen de nuestro universo. ©Andrea Dante, Shutterstock

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“exclusividad”Los investigadores explicaron:“Es como si hubiera un agujero en el espacio, donde nada puede existir, pero todo a pesar de todo cae en él”.No solo el material, sino también los posibles observadores que podrían verse tentados a mirar más de cerca.

Hoy, un equipo de la Universidad de Bolonia (Italia) ofrece una solución para eso“Incompatibilidad de singularidad”. Sugieren que extender el tratamiento de las singularidades de la física clásica a la cuántica podría ayudar a resolver este obstáculo que se interpone entre estas ramas de la física.

Si estas historias de singularidad son difíciles de entender,“Así que piense en una hoja de papel con un pequeño agujero en el medio”.Sugieren los físicos. Para simular el movimiento de la partícula, mueva la punta del bolígrafo por el papel. En el momento en que su bolígrafo golpea el agujero, deja de dibujar. Como si las partículas ya no existieran.

Herramientas de teoría cuántica de campos

Sin embargo, existe un marco que combina la mecánica cuántica y la relatividad especial. Los físicos llaman a este marco teoría cuántica de campos, oteoría cuántica de campos(QFT). Nació el modelo estándar de física de partículas. Por lo tanto, las herramientas QFT fueron utilizadas aquí por investigadores de la Universidad de Bolonia para construir un objeto matemático capaz de indicar la existencia de singularidades en cantidades mensurables experimentalmente. UnaNúmero de lista de trabajosdondeNúmero de montaje funcional.Que resulta ser distinto de cero en presencia de singularidades. Desaparece en su ausencia.

Gracias a este nuevo enfoque, los físicos han demostrado que algunas singularidades predichas teóricamente no afectan en principio a cantidades mensurables experimentalmente y, por lo tanto, siguen siendo formulaciones matemáticas neutrales. Si tal formalismo escapa al escrutinio científico y resulta ser el enfoque correcto, indica un principio físico muy profundo. Y los investigadores ya están pensando en las consecuencias para nuestra comprensión de la física. Incluso más allá del tema de las singularidades.

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