Los físicos teóricos coquetean con la idea de unificar la teoría general de la relatividad y la mecánica cuántica desde hace algo más de un siglo. Prácticamente desde el mismo instante en el que ambas ramas de la física vieron la luz a principios del siglo XX. Muy a grandes rasgos la relatividad general describe los fenómenos gravitatorios como el resultado de la interacción de los objetos con masa y el continuo espacio-tiempo. Sin embargo, la mecánica cuántica estudia el comportamiento de la naturaleza en la escala de las partículas subatómicas.
Reconciliar la descripción de lo muy grande y lo muy pequeño no es nada fácil. De hecho, si no fuese tan difícil los físicos teóricos probablemente ya habrían conseguido su propósito. Al fin y al cabo muchos de ellos llevan décadas intentándolo. Los más inspirados han elaborado teorías que hasta ahora no han podido ser contrastadas, pero estos precedentes no han impedido a Jonathan Oppenheim, que es profesor de teoría cuántica en el University College de Londres, elaborar su propia teoría cuántica de la gravedad.
El enfoque de esta nueva teoría apunta en una dirección diferente
La estrategia por la que han optado hasta ahora la mayor parte de los físicos teóricos a la hora de intentar reconciliar la relatividad general y la teoría cuántica defiende la necesidad de modificar la teoría elaborada por Albert Einstein para conseguir que "encaje" en la teoría cuántica. De hecho, esto es lo que persiguen las dos teorías cuánticas de la gravedad más respaldadas actualmente: la teoría de cuerdas y la gravedad cuántica de bucles. El problema es que ninguna de las dos ha conseguido demostrar de forma fehaciente si es correcta, a pesar de que ambas han logrado algunos éxitos notables.
La teoría poscuántica de la gravedad clásica de Oppenheim propone mantener la concepción clásica del continuo espacio-tiempo
El punto de partida de Jonathan Oppenheim es muy diferente. En vez de manipular la relatividad general para intentar que encaje de una forma más o menos artificiosa en la teoría cuántica lo que propone este científico es justo lo contrario: modificar esta última de manera que sea capaz de convivir con la relatividad general respetando los mecanismos que dirimen la interacción entre los objetos con masa y el continuo espacio-tiempo. No obstante, el postulado sobre el que Oppenheim ha construido su modelo es extraordinariamente original.
La teoría poscuántica de la gravedad clásica, que es como lo ha llamado, propone la posibilidad de que el continuo espacio-tiempo no pueda ser descrito empleando la teoría cuántica, por lo que, en realidad, su descripción sería estrictamente clásica. Lo más sorprendente de este modelo es que de acuerdo con los dos artículos publicados por Oppenheim y sus colaboradores en las revistas científicas Nature Communications y Physical Review X reconcilia la teoría cuántica y la relatividad general sin alterar la concepción clásica del continuo espacio-tiempo.
La consecuencia más sorprendente de la teoría de Oppenheim es que el peso aparente de los objetos con masa es impredecible si se mide con la suficiente precisión. Según este físico teórico este mecanismo se debe a que esta magnitud es el resultado de fluctuaciones muy violentas y de naturaleza aleatoria del continuo espacio-tiempo, por lo que, según la teoría poscuántica de la gravedad clásica, el peso aparente varía con el tiempo. Esta idea es radicalmente diferente a lo que proponen tanto la teoría de cuerdas como la gravedad cuántica de bucles.
Según esta teoría el peso aparente es el resultado de fluctuaciones muy violentas y de naturaleza aleatoria del continuo espacio-tiempo
No obstante, esto no es todo. Y es que Oppenheim y sus colaboradores proponen a la comunidad científica llevar a cabo un experimento muy curioso para demostrar si realmente están en lo cierto: medir la masa de un objeto con muchísima precisión para determinar si su peso fluctúa con el tiempo.
No sabremos si la teoría poscuántica de la gravedad clásica es correcta hasta que sea demostrada experimentalmente, algo que no será fácil lograr debido a que la precisión con la que es necesario llevar a cabo la medida debe necesariamente ser extrema. En cualquier caso, los físicos han logrado identificar ondas gravitacionales cuando a priori parecía casi imposible dar con ellas, lo que nos invita a ser razonablemente optimistas.
Imagen | Xataka con Midjourney
Más información| Physical Review X | Nature Communications
*Una versión anterior de este artículo se publicó en diciembre de 2023
Ver 1 comentarios