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 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 que son análogos a la relatividad general . Por ejemplo, los defectos de los cristales pueden parecerse a una curvatura y 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 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 arbitrario (en los tratamientos modernos, posiblemente con torsión) e introducir campos cuánticos (materia) en ella, pero sin introducir ninguna dinámica gravitacional explícitamente. Esto da lugar a una acción eficaz que, en un 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 pone a mano. Por otro lado, estos modelos suelen predecir enormes constantes cosmológicas .
Algunos argumentan que los modelos particulares propuestos por Sajarov y otros han resultado imposibles mediante 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 microfísicos de libertad en la gravedad inducida podrían ser radicalmente diferentes. La masa del espacio-tiempo surge como un fenómeno emergente de los grados cuánticos de libertad que se entrelazan y viven en la frontera 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 los horizontes de Rindler locales. [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 está completo , y una estructura reticular espacial efectiva emerge en el límite de baja temperatura. [9] [10]
Ver también
Referencias
- ^ H. Kleinert (1987). "La gravedad como teoría de los defectos en un cristal con elasticidad de sólo segundo gradiente". Annalen der Physik . 44 (2): 117. Bibcode : 1987AnP ... 499..117K . doi : 10.1002 / yp.19874990206 .
- ^ Van Raamsdonk, Mark (19 de junio de 2010). "Construyendo espacio-tiempo con entrelazamiento cuántico". Relatividad general y gravitación . 42 (10): 2323–2329. arXiv : 1005.3035 . Código Bibliográfico : 2010GReGr..42.2323V . doi : 10.1007 / s10714-010-1034-0 .
- ^ 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 .
- ^ Padmanabhan, T. (1 de abril de 2010). "Aspectos termodinámicos de la gravedad: nuevos conocimientos". Informes sobre avances en física . 73 (4): 046901. arXiv : 0911.5004 . Código Bibliográfico : 2010RPPh ... 73d6901P . doi : 10.1088 / 0034-4885 / 73/4/046901 . ISSN 0034-4885 .
- ^ 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 bibliográfico : 2011JHEP ... 04..029V . doi : 10.1007 / jhep04 (2011) 029 . ISSN 1029-8479 .
- ^ 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 Bibliográfico : 2013JKPS ... 63.1094L . doi : 10.3938 / jkps.63.1094 . ISSN 0374-4884 .
- ^ Swingle, Brian; Van Raamsdonk, Mark (2014). "Universalidad de la gravedad por enredo". arXiv : 1405,2933 [ hep-ésimo ].
- ^ Oh, Eunseok; Park, I. Y .; Sin, Sang-Jin (13 de julio de 2018). "Completar ecuaciones de Einstein de la primera ley de enredo generalizada". Physical Review D . 98 (2): 026020. arXiv : 1709.05752 . Código bibliográfico : 2018PhRvD..98b6020O . doi : 10.1103 / PhysRevD.98.026020 .
- ^ Konopka, Tomasz; Markopoulou, Fotini ; Smolin, Lee (17 de noviembre de 2006). "Grafidad cuántica". arXiv : hep-th / 0611197 .
- ^ Konopka, Tomasz; Markopoulou, Fotini ; Severini, Simone (27 de mayo de 2008). "Grafidad cuántica: un modelo de localidad emergente". Physical Review D . 77 (10): 104029. arXiv : 0801.0861 . Código bibliográfico : 2008PhRvD..77j4029K . doi : 10.1103 / PhysRevD.77.104029 . ISSN 1550-7998 .
enlaces externos
- Carlos Barcelo, Stefano Liberati, Matt Visser, Rev. Viviente Rel. 8:12, 2005.
- D. Berenstein, Emergent Gravity de CFT , conferencia en línea.
- CJ Hogan Indeterminación cuántica del espacio-tiempo emergente , preimpresión
- AD Sakharov, Fluctuaciones cuánticas de vacío en el espacio curvo y la teoría de la gravitación , 1967.
- Matt Visser, La gravedad inducida de Sajarov: una perspectiva moderna , 2002.
- H. Kleinert, Campos multivalor en materia condensada, electrodinámica y gravitación , 2008 .
- M. Brouwer et al., Primera prueba de la teoría de Verlinde de la gravedad emergente utilizando mediciones de lentes gravitacionales débiles , 2016 .