Si la gravedad es una deformación del espacio-tiempo¿por qué los científicos están buscando un gravitón portador de la interacción gravitatoria?

[Sr_KratS]

Si la gravedad es una deformación del espacio-tiempo¿por qué los científicos están buscando un gravitón portador de la interacción gravitatoria?

[Alriga]

Hola Mr KratS. Sobre este tema se ha hablado varias veces en el foro, hecha un vistazo a:

Agujeros negros y gravitones

Masa del gravitón

¿Qué espera la Física del gravitón?

Y si sigues con dudas vuelve a preguntar.

Saludos.

[Sr_KratS]

QUOTE=Alriga;n343746]Hola Mr KratS. Sobre este tema se ha hablado varias veces en el foro, hecha un vistazo a:

Agujeros negros y gravitones

Masa del gravitón

¿Qué espera la Física del gravitón?

Y si sigues con dudas vuelve a preguntar.

Saludos.

[/QUOTE]

Entonces, se busca para hacer una teoría cuántica de la gravedad

si llegara a existir, se explicaría la gravedad como un intercambio de gravitones o usando la relatividad general???? O se utilizaría una u otra para casos diferentes????

O intentarian hacer compatibles la RG con la gravedad cuántica????

[carroza]

Hola.

Hay una analogía que puede resultar util.

Imagina el electromagnetismo clásico (leyes de maxwell, ley de coulomb, etc). Esto explica muchos fenómenos de la naturaleza: Interacción de cargas, ondas electromagnéticas, el magnetismo, etc. Sin embargo, no explicaría cosas como el efecto fotoeléctrico o las transiciones entre niveles atómicos. Estas cosas, junto con todas las ya explicadas en el electromagnetismo clásico, se explican en el electromagnetismo cuántico, que puede describirse, en forma muy simplificada, como intercambio de fotones. El electromagnetismo cuántico no es una teoría diferente del electromagnetismo clásico, sino que lo incluye. El electromagnetismo clásico es un límite del eletromagnetismo cuántico cuando las energias que se ponen en juego son muy superiores a la de un fotón.


Del mismo modo, la teoría general de la gravitación (Ecuaciones de Einstein ), es una teoría clásica que explica todos los fenómenos conocidos hasta ahora (agujeros negros, orbitas de planetas, incluida la de mercurio con su precesión, desviación de la luz, ondas gravitacionales, etc). No obstante, se considera, por consistencia con otras teorías clásicas de campos como el electromagnetismo, que la teoría clásica de la gravitación debe ser un límite de una teoría cuántica de la gravitación. Se sabe como obtener esa teoría cuántica de la gravitación para campos gravitatorios débiles, y esa teoría de la gravitación con campos débiles es la que llevaría a los gravitones. Estos gravitones serían similares a los fotones, en el hecho de que su energía sería $\hbar \omega$, es decir, proporcional a la frecuencia. Para las frecuencias que se pueden obtener de procesos gravitatorios estelares, la frecuencia es baja (inferior a 100 Hz) , con lo que la energía de los gravitones sería tremendamente pequeña, comparada con las energías ingentes puestas en juego en esos procesos. Esto hace que, hoy en día, sea tremendamente dificil detectar gravitones, y, en cualquier caso, la teoría general de la gravitación, límite de la hipotética teoría cuántica, debe ser tremendamente precisa para lo observado hasta ahora.

Un saludo

[Sr_KratS]

Hola.

Hay una analogía que puede resultar util.

Imagina el electromagnetismo clásico (leyes de maxwell, ley de coulomb, etc). Esto explica muchos fenómenos de la naturaleza: Interacción de cargas, ondas electromagnéticas, el magnetismo, etc. Sin embargo, no explicaría cosas como el efecto fotoeléctrico o las transiciones entre niveles atómicos. Estas cosas, junto con todas las ya explicadas en el electromagnetismo clásico, se explican en el electromagnetismo cuántico, que puede describirse, en forma muy simplificada, como intercambio de fotones. El electromagnetismo cuántico no es una teoría diferente del electromagnetismo clásico, sino que lo incluye. El electromagnetismo clásico es un límite del eletromagnetismo cuántico cuando las energias que se ponen en juego son muy superiores a la de un fotón.


Del mismo modo, la teoría general de la gravitación (Ecuaciones de Einstein ), es una teoría clásica que explica todos los fenómenos conocidos hasta ahora (agujeros negros, orbitas de planetas, incluida la de mercurio con su precesión, desviación de la luz, ondas gravitacionales, etc). No obstante, se considera, por consistencia con otras teorías clásicas de campos como el electromagnetismo, que la teoría clásica de la gravitación debe ser un límite de una teoría cuántica de la gravitación. Se sabe como obtener esa teoría cuántica de la gravitación para campos gravitatorios débiles, y esa teoría de la gravitación con campos débiles es la que llevaría a los gravitones. Estos gravitones serían similares a los fotones, en el hecho de que su energía sería $\hbar \omega$, es decir, proporcional a la frecuencia. Para las frecuencias que se pueden obtener de procesos gravitatorios estelares, la frecuencia es baja (inferior a 100 Hz) , con lo que la energía de los gravitones sería tremendamente pequeña, comparada con las energías ingentes puestas en juego en esos procesos. Esto hace que, hoy en día, sea tremendamente dificil detectar gravitones, y, en cualquier caso, la teoría general de la gravitación, límite de la hipotética teoría cuántica, debe ser tremendamente precisa para lo observado hasta ahora.

Un saludo

Entonces, se podría decir, que se utilizaría la gravitación general de Einstein para campos grandes/fuertes y si hubiera una teoría de la gravitación cuántica se utilizaría para campos pequeños/débiles, si????

[carroza]

Entonces, se podría decir, que se utilizaría la gravitación general de Einstein para campos grandes/fuertes y si hubiera una teoría de la gravitación cuántica se utilizaría para campos pequeños/débiles, si????

A ver, en física decir que algo es "grande/fuerte" o "pequeño/debil" es no decir nada. Hay que decir frente a qué. Según lo que indico, tendrías que comparar la energía relevante con la de un cuanto, que es $\hbar \omega$, y esto dependerá de cuánto valga $\omega$, que depende a su vez de la escala de tiempo del proceso que tengas. Los procesos astrofísicos actuales tiene escalas de fracciones de segundos, que implican cuantos muy pequeños y ahi cualquier teoría cuantica de la gravitación debe dar resultados idénticos a la relatividad general.

Probablemente tuvieras que ir a situaciones muy cercanas al big bang para tener procesos gravitatorios con escalas de tiempos de femtosegundos, que dieran efectos cuanticos relevantes. Fuera de eso, la relatividad general debe ser una aproximación muy buena.

Saludos

[Sr_KratS]

A ver, en física decir que algo es "grande/fuerte" o "pequeño/debil" es no decir nada. Hay que decir frente a qué. Según lo que indico, tendrías que comparar la energía relevante con la de un cuanto, que es $\hbar \omega$, y esto dependerá de cuánto valga $\omega$, que depende a su vez de la escala de tiempo del proceso que tengas. Los procesos astrofísicos actuales tiene escalas de fracciones de segundos, que implican cuantos muy pequeños y ahi cualquier teoría cuantica de la gravitación debe dar resultados idénticos a la relatividad general.

Probablemente tuvieras que ir a situaciones muy cercanas al big bang para tener procesos gravitatorios con escalas de tiempos de femtosegundos, que dieran efectos cuanticos relevantes. Fuera de eso, la relatividad general debe ser una aproximación muy buena.

Saludos

Entonces, la teoría que se utilizaría dependería de que tan relevante sea a un cuanto????

Si fuera muy grande con respecto a un cuanto, se utilizaría la relatividad general????

Me acaba surgir otra duda, supongamos que se crea una teoría de la gravedad cuántica y se detecta el graviton(si es que existe), entonces la gravedad ya no sería por la curvatura del espacio-tiempo sino por un intercambio de gravitones????

[carroza]

Hola.

En general, las teorías cuánticas son más fundamentales que las teorías clásicas correspondientes. Uno podría usar una teoría cuántica para describir el movimiento de la luna, pero sería matar moscas a cañazos, ya que la teoría clásica correspondiente (leyes de Newton) sería muy precisa, y más fácil de aplicar.

Entonces, la teoría que se utilizaría dependería de que tan relevante sea a un cuanto? Si fuera muy grande con respecto a un cuanto, se utilizaría la relatividad general?

Me acaba surgir otra duda, supongamos que se crea una teoría de la gravedad cuántica y se detecta el graviton(si es que existe), entonces la gravedad ya no sería por la curvatura del espacio-tiempo sino por un intercambio de gravitones????

No. La curvatura del espacio tiempo (si es una desviacion pequeña de la métrica plana) se describe mediante un campo, y la cuantización de este campo se describe mediante unos modos que son los gravitones. Los gravitones no son una explicación de la gravedad alternativa a la proporcionada por la curvatura, sino que son la consecuencia lógica de considerar una descripción cuática del fenómeno de la curvatura.

[Sr_KratS]

Hola.

En general, las teorías cuánticas son más fundamentales que las teorías clásicas correspondientes. Uno podría usar una teoría cuántica para describir el movimiento de la luna, pero sería matar moscas a cañazos, ya que la teoría clásica correspondiente (leyes de Newton) sería muy precisa, y más fácil de aplicar.



No. La curvatura del espacio tiempo (si es una desviacion pequeña de la métrica plana) se describe mediante un campo, y la cuantización de este campo se describe mediante unos modos que son los gravitones. Los gravitones no son una explicación de la gravedad alternativa a la proporcionada por la curvatura, sino que son la consecuencia lógica de considerar una descripción cuática del fenómeno de la curvatura.

Ah bueno, gracias carroza, pero, tengo otra pregunta, cuando dices que la curvatura del espacio-tiempo se describe mediante un campo y la cuantización de este campo de describe mediante unos modos que son los gravitones, que son modos???? O quisiste decir nodos????

[carroza]

Modos, con m. Serían las componentes de un desarrollo de fourier del campo. Algo así como los armónicos que describen la vibración en una cuerda de guitarra.

[Sr_KratS]

Modos, con m. Serían las componentes de un desarrollo de fourier del campo. Algo así como los armónicos que describen la vibración en una cuerda de guitarra.

Bueno, gracias por las aclaraciones