Experimentos demuestran que la gravedad no es un fenómeno emergente

Artículo publicado el 24 de agosto de 2011 en The Physics ArXiv Blog

La forma en que la gravedad afecta a las partículas cuánticas demuestra que no puede ser un fenómeno emergente.

Una de las ideas más interesantes de la física moderna es que la gravedad no es una fuerza tradicional, al igual que las fuerzas electromagnéticas o nucleares. Por el contrario, es un fenómeno emergente que simplemente tiene el aspecto de una fuerza tradicional.

Spacetime Continuum © Crédito: Kevin Krejci


Este enfoque ha sido defendido por Erik Verlinde de la Universidad de Amsterdam, quien propuso la idea en 2010. Sugirió que la gravedad no es más que una manifestación de la entropía en el universo, la cual siempre aumenta de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica. Esto provoca que la materia se distribuya de una manera que maximice la entropía. Y el efecto de esta redistribución se parece a una fuerza, a la que llamamos gravedad.

Gran parte del entusiasmo por la idea Verlinde es que proporciona una manera de reconciliar las contradicciones entre la gravedad, que trabaja a gran escala, y la mecánica cuántica, que trabaja a una escala minúscula.

La idea clave es que la gravedad es, esencialmente, un efecto estadístico. Siempre y cuando cada partícula se vea influenciada por un número estadísticamente grande de otras partículas, surge la gravedad. Es por eso que se trata de un fenómeno a gran escala.

Pero hoy, Archil Kobakhidze de la Universidad de Melbourne en Australia señala un serio problema de este enfoque. Como es natural, se pregunta cómo puede influir la gravedad en las partículas cuánticas.

Kobakhidze defiende que, dado que cada partícula cuántica tiene que describirse mediante un gran número de otras partículas, esto lleva a una ecuación particular que describe el efecto de la gravedad.

Pero aquí está el tema: la visión convencional de la gravedad conduce a una ecuación diferente.

En otras palabras, los puntos de vista tradicionales y emergentes de la gravedad hacen diferentes predicciones sobre la fuerza gravitatoria que debería experimentar una partícula cuántica. Y esto abre el camino para una prueba experimental.

Resulta que  los físicos han estado midiendo la fuerza de la gravedad sobre neutrones desde hace unos diez años aproximadamente. Y.. espera el redoble de tambores … los resultados coinciden exactamente con las predicciones de la teoría de la gravedad tradicional, dice Kobakhidze.

“Los experimentos sobre estados ligados gravitatorios de los neutrones descartan sin ambigüedades el origen entrópico de la gravitación”, dice.

Ésta es una impresionante obra de física. Será interesante ver cómo responden Verlinde y sus partidarios.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1108.4161: Once More: Gravity Is Not An Entropic Force

Fecha Original: 28 de agosto de 2011
Enlace Original

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Comments (13)

  1. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Artículo publicado el 24 de agosto de 2011 en The Physics ArXiv Blog La forma en que la gravedad afecta a las partículas cuánticas demuestra que no puede ser un fenómeno emergente. Una de las ideas más interesantes de la físi…..

  2. Pachu

    Ya hay alguna respuesta:

  3. Filosofete

    A ver si con estas pruebas directas los menos inteligentes se convencen de una vez de que explicar el universo como si fuera un holograma es una memez.

    • Pachu

      La conjetura de Maldacena es una herramienta matemática que quita una dimensión a muchos cálculos haciéndolos mas manejables para los modelos del Universo basados en teorías de cuerdas.

      No hay que tomarse literalmente lo de “holograma”, aunque es una palabra representativa.

  4. Nelson P.

    Qué bueno es tener como rara vez ocurre una respuesta concluyente en ciencia, a ver cuánto dura esta demostración sin ser rebatida

  5. El problema con este modelo para mí es doble:

    a) La descripción depende de una “teoría cuántica” con unos grados de libertad que no están claros, todo es muy heurístico. Es decir, de dónde sale la gravedad, la entropía de qué ocasiona macroscópicamente la gravedad.

    b) El modelo es muy general, y por lo tanto, al no estar basado en primeros principios más allá del de que la entropía ha de maximizarse no es difícil poder modificar el modelo de forma que las críticas pierdan peso.

    Personalmente opino que la gravedad es una interacción fundamental, en el sentido que lo es el electromagnetismo. Pero eso no vale de nada, los únicos argmentos que podría tener son:

    1.- La gravedad se deriva de un principio de simetría (igual que el resto de interacciones).
    2.- La gravedad es una “interacción” provoca cambios en los momentos y energías de los sistemas que interactúan gravitatoriamente.

    El primer punto es el que me parece más importante porque sería difícil, o yo no lo veo fácil, argumentar por qué tenemos una interacción emergente basado en un principio de simetría tan fundamental como el que todo observador tiene que ver la misma física (que es la piedra angular de la gravedad formulada como la Relatividad General).

    El artículo parece muy acertado ya que esto que propone es experimentalmente accesible y cuando la experiencia habla los modelos han de callar si no están acertados. Ahora bien, si el modelo es flexible y lo pueden modificar un poco pues todo se quedará en aguas de borrajas.

    Por otra parte, y no quiero extenderme más, la derivación de Verlinde es limpia para la gravedad Newtoniana, sin embargo cuando intenta derivar Relatividad General la cosa se pone ciertamente oscura.

    Un saludo

  6. [...] Experimentos demuestran que la gravedad no es un fenómeno emergente [...]

  7. Oscar

    Hay un artículo de 1995, también disponible en arxiv.org, en el que se deducen las ecuaciones de einstein de la relatividad general a partir de consideraciones termodinámicas:

    http://arxiv.org/abs/gr-qc/9504004

    Un saludo.

  8. Fandila

    Supongo que a lo que se refiere Erik Verlinde sea a la reposición energética de todo ente material.
    Ello se hará mediante una perdida de entropía, de forma constane, y una ganancia masa-energía equivalente. Es decir, todo ente, macro, micro o cuantico, se ha de reponer energéticamente, o de lo contrario se agotaría en sí mismo.
    Ha de haber por tanto un doble flujo: el saliente, muy energético, o entropia (de muy, muy baja dimensión), y el entrante mucho más másico.
    Por lógica, el saliente no estorbará al entrante, por ser de muy baja dimensión y muy energético, o lo hará escasa medida.
    De esa forma, habrá una resultante entre ambos flujos, un flujo material energético hacia el interior. Este flujo sería el responsable de arratrar hacia cualquier cuerpo todo aquello que encontrase a su paso.
    Ese flujo constituiría el campo ravitatorio.

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