Trobar solucions que compleixin amb les equacions espai-temps d'Einstein que descriuen la curvatura del nostre univers és difícil. De fet, la seva teoria va anar calant lentament. Durant els primers estudis i les primeres proves, els científics es van veure obligats a utilitzar aproximacions. Van caldre dècades per desenvolupar les tècniques per classificar i derivar-ne les noves solucions. Avui es coneixen moltes solucions, però han sorgit altres problemes complexos, com ara el camp gravitatori entre dues estrelles en rumb de col·lisió. Aquest cas, ara pot explorar-se utilitzant ordinadors per realitzar càlculs numèrics.
La teoria de Einstein no només descriu el nostre univers des del Big Bang fins als forats negres. També ha permès als físics la rellevància de la geometria i la simetria. Aquestes lliçons van permetre estendre des de la física de partícules a la cristal·lografia.
Però, malgrat les similituds que la teoria d'Einstein té amb altres teories de la física, va haver de superar apartats per encaixar amb la mecànica quàntica, la teoria que explica el comportament de la matèria a escala atòmica i subatòmica. Segons la teoria d'Einstein, la gravetat, a diferència de totes les altres forces físiques conegudes per l'home, no és quantificable. Això vol dir que no aplica el principi d'incertesa de Heisenberg. El camp electromagnètic d'una partícula que passa per una escletxa pot passar a través de dues escletxes a la vegada. No es el seu equivalent gravitacional. Aquest desajustament entre la nostra comprensió de la gravetat i les teories quàntiques de la matèria, planteja un dilema enorme per als físics teòrics, perquè porta a contradiccions matemàtiques.
Clarament, hi ha alguna cosa sobre la combinació de la teoria quàntica i la gravetat, que segueix sent desconeguda i també, la comprensió de l'espai - temps. Trobar una descripció del que és compatible amb la nostra comprensió de la física quàntica i la gravetat podria revolucionar la cosmologia, produir noves idees en els primers moments del nostre univers i proporcionar una comprensió més profunda de les teories sobre les que tota la física moderna es basa. Però, malgrat l'enorme impacte potencial d'aquest gran avenç, caldrà l'esforç de diverses generacions de físics per aconseguir-ho. Per tant, encara no se sap quina teoria és la correcta.
Al contrari de com es pot notar la gravetat, quan ens llevem del llit al matí, la gravetat és la força més dèbil de totes les que s'han identificat. En el món atòmic i subatòmic, la gravetat és irrellevant en comparació amb la resta del que està passant, segons tots els conceptes que es poden descriure gràcies a les teories quàntiques.
La debilitat de gravetat fa que sigui molt difícil de mesurar els seus efectes quàntics. No tenim cap dada experimental per guiar els físics teòrics en el desenvolupament de les teories que falten. Detectant un gravitó (la partícula hipotètica que forma part d'un camp gravitatori) requeriria un col·lisionador de partícules de la mida de la Via Làctia, o un detector amb una massa del planeta Júpiter. Aquests experiments, de fet, estan molt lluny de les nostres capacitats tecnològiques perquè els físics es puguin centrar en tractar d'eliminar les contradiccions matemàtiques, desenvolupar enfocaments com la teoria de cordes, la gravetat quàntica de bucles i la gravetat assimptòticament segura. Però per saber quina teoria descriu la realitat física, són necessàries proves experimentals que s'hauran de desenvolupar.
Això és perquè en la darrera dècada, els físics han començat a buscar evidències indirectes de la gravetat quàntica. Els investigadors estan buscant altres efectes que implicarien que és quantifiqués la gravetat.
Aquestes proves són molt semblants a les que s'utilitzen per l'estabilitat dels àtoms, com a evidència indirecta de la quantització de la força electromagnètica. Per exemple, alguns científics estan buscant evidència de les fluctuacions quàntiques de l'espai-temps que podrien entelar imatges d'estrelles distants o provocar distorsions sistemàtiques. Altres estan buscant violacions de certes simetries que podrien permetre entendre l'inexplicable soroll de les ones gravitacionals, els detectors o la inexplicable pèrdua de coherència quàntica.
Fins ara, aquests intents no han pogut detectar les evidències. No obstant això, ja s'han trobat novetats importants, perquè els resultats negatius han descartat algunes hipòtesis plausibles. I, encara que els investigadors poden, encara no han trobat resultats per a servir de base i demostrar una teoria.
Font: ProjectSyndicate
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada
Aquest és un blog amb moderador dels comentaris. Per tant, no apareixen immediatament