Alternativa al Big Bang

[Gato Cuántico]

Pues he leído esto hoy en El País y me ha llamado la atención. En realidad ya lo conocía, no es la primera vez que leo sobre esto, pero, no sé por qué, hoy "me ha llegado".

Los que sabéis más física que yo, ¿cómo lo veis? ¿Son especulaciones? ¿Construcciones matemáticas sin respaldo experimental? Por lo que veo, en principio no habría ninguna diferencia con el Big Bang, salvo que en lugar de una singularidad inicial habría habido un universo del tamaño mínimo permitido, que no nulo, resultado de la contracción de un universo precedente. ¿No?

http://www.elpais.com/articulo/sociedad/hubo/principio/elpepusoc/20081228elpepisoc_2/Tes

[JWolf]

Si no es una inocentada, que no lo creo porque hay inocentadas más sencillas sin tanta terminología específica, desde luego es una noticia de lo más interesante.

¿Qué opinais el oráculo de físicos?

[darthyoda]

Hombre, la verdad que no es la primera vez que leo una hipótesis similar (de hecho creo que utilicé un argumento parecido en un ensayo de filosofía sobre Santo Tomás y sus 5 argumentos), y si la LQG no permite concentraciones de materia-energía mayores que la densidad de Planck a mí me parece un resultado coherente, aunque no deja de ser curioso.

Eso sí, yo no tengo ni idea de LQG/LQC, así que mi opinión es tan válida como la de cualquiera que no sea físico.

Lo que me ha llamado especialmente la atención es eso de que:

La teoría ha llegado ahora al punto de madurez necesario para hacer predicciones que pueden someterse a prueba experimental.
¿Alguien sabe qué tipo de predicciones o algo?

[DeepField]

La LQG es una teoría que siempre me ha gustado, y no, no tiene nada de broma...

Igual uno de nuestros chicos (sauron, jjo, ...) nos da una de sus lecciones magistrales :-D

[JWolf]

La LQG era una asignatura que tenía pendiente, porque de teoría de cuerdas si que estoy algo más puesto (a nivel divulgativo claro). Aprovecharé la ocasión para leer algo sobre LQG.

[cometo]

Hay una cosa que no me encaja. Dice el artículo:
Cada uno de esos paquetes de espacio mide sólo unos 10^-35 (10 elevado a menos 35) metros cuadrados...

El espacio se debería medir en metros cúbicos, no cuadrados, no?

:h:

[Sauron]

Se me había pasado este post.

El artículo del país imagino que proviene del hecho de que este mes el investigación y ciencia trae un artículo de Martin Bojowald sobre el particular.

Podeis ver una crítica a este modelo, y en general a los modelos cícliclos en esta entrada del blog de Lubos Mot:

http://motls.blogspot.com/2008/12/cyclic-cosmology-motivation-still.html

Yo leí en su momento un review, del propio Bojowald (disponible en liveing reviews on relativity) sobre el particular. La idea es usar como input las métricas clásicas de los modelos cosmológicos y aplicar a ellas una adaptación de la técnica de la LQG, osea, calcularse las ligaduras del hamiltonino que corresponde a esa métrica en imponerlas. Eso resulta , por aquello de qu eel operador área tiene un espetro discreto, en una evolución discreta. Es importante notar que para los instantes cercanos a la singularidad la vriable tiempo ordinaria no es adecuada y usan el radio como variable tiempo.

Pues bien, el radi en esas variables sufre un proceso de rebote y de ahí el universo cíclico.

Inicialmente se analizó el caso mas sencillo, el homogéneo e isótropo de la métrica FRW. Posteriormente se analizaron otros modelos menos simplificados (modelos de Bianchi) con mens simetría para ver si las conclusiones se mantenían Así podían descartar que los resultados anteriores se debiran a un exceso de simetría en la métrica de partida. Aparentemente así es.

La crítica a estos resultados, matemáticamente correctos, es, para empezar, que la LQG en sí es dudosa pués no se ha conseguido ni siquiera demostrar que tiene como límite clásico la relatividad general. Partiendo directamente de las ecuaciones de Einstein clásicas y procediendo a cuantizarlas uno esperaría que asi fuese pero no es nada obvio y es una cuestión abierta (que los teóricos de cuerdas creen que se resolverá negativamente debido a que el proceso de cuantización es de dudosa verosimilitud).

Para mas inri la LQC ni siquiera parte de la LQG plena sino que es lo que se concoce com modelos de minisuperspace (eso consiste justo en lo que dije antes, partir de soluciones concretas con algún parámetro libre). La idea en principio me parecería razonable, usar aproximaciones. El problema que le veo es que por el modo en que se opera no hay una manera de evaluar una cota del error cometido al no usar todos los grados de lbertadde la LQG completa.

En última instancia esas teorías al no ser matemáticamente muy complejas (comparadas con otras) tiene la facultad de poder llegar a hacer alguna predicción experimental concreta realizable en un futuro próximo con lo cuál podrían ser descartadas caso de fallar esas predicciones. Pero vamos, leyendo a Motl podeis daros cuenta de que él (que supuestamente representa el sentir de los físicos de cuerdas) no le da ningún crédito.

En todo caso aprovech a para recomendar a quien tenga gans y tiempo el libro de Weinberg sobre cosmología.No trata los temas mas especulativos, como este, pero si proporciona una base autocontenida de resultados bastante recientes. No soy un gran fan de la cosmología, pero visto que en estos tiempos la mayoria de datos experimentales que pueden llegar a contrastar o refutar las teorias de gravitacion cuántica y similares vienen de ese campo imagino que iré profundizando poco a poco en él.

[Entro]

La crítica a estos resultados, matemáticamente correctos, es, para empezar, que la LQG en sí es dudosa pués no se ha conseguido ni siquiera demostrar que tiene como límite clásico la relatividad general.

Como crítica no está mal, pero cuerdas ni siquiera ha demostrado que pueda seleccionar el modelo estandard de partículas sin recurrir a una plétora de soluciones. Además no ha demostrado la existencia de un régimen no perturbativo. Ni tan siquiera que las series perturbativas sean convergentes.



Partiendo directamente de las ecuaciones de Einstein clásicas y procediendo a cuantizarlas uno esperaría que asi fuese pero no es nada obvio y es una cuestión abierta (que los teóricos de cuerdas creen que se resolverá negativamente debido a que el proceso de cuantización es de dudosa verosimilitud).

El proceso de cuantización no es ni más ni menos que el de Dirac de sistemas con ligaduras. Es el aplicado en Lattice Gauge Theory, donde ha mostrado gran potencia, y por supuesto, en LQG aún no hay una solución definitiva al problema pero cada vez está más acotado. Que el proceso de cuantización de de dudosa verosimilitud es un tanto arriesgado de decir, al menos el sector cinemático está perfectamente definido y es matemáticamente sólido.

Por otro lado los modelos de spin foams están incurriendo en avances muy significativos, esto permitirá una formulación covariante de la LQG y el fijar un producto interno físico. Para más información se ha propuesto una mejora que tiene pinta de ser bastante potente por parte de Thiemann donde ha indicado los puntos débiles de las actuales formulaciones de los foams y ha indicado una nueva línea de investigación.




Para mas inri la LQC ni siquiera parte de la LQG plena sino que es lo que se concoce com modelos de minisuperspace (eso consiste justo en lo que dije antes, partir de soluciones concretas con algún parámetro libre). La idea en principio me parecería razonable, usar aproximaciones. El problema que le veo es que por el modo en que se opera no hay una manera de evaluar una cota del error cometido al no usar todos los grados de lbertadde la LQG completa.

Todo está en como puedas considerar los estados iniciales sobre los que trabajas, efectivamente es un modelo con reducción de simetría, pero se está estudiando la inclusión de LQC en LQG. Y si en algún momento la ligadura Hamiltoniana es resuelta entonces se podrán afrontar problemas más complejos.

La estructura de la línea de investigación en LQG es solvente, tiene los problemas delimitados y hay caminos para solventarlos, nadie dijo que fuera fácil, ni tan siquiera que sea acertado pero por el camino estamos aprendiendo a hacer teoría cuántica de campos sin un background de fondo prefijado, que no es poco.




En última instancia esas teorías al no ser matemáticamente muy complejas (comparadas con otras) tiene la facultad de poder llegar a hacer alguna predicción experimental concreta realizable en un futuro próximo con lo cuál podrían ser descartadas caso de fallar esas predicciones.

Pues según tengo entendido hay resultados que no se si están ya publicados sobre la incidencia de la LQC en modelos de inflación, lo cual pueda dar valores a parámetros cosmológicos, así que estamos igual que con la miriada de modelos inflacionarios que hay en la literatura. Posiblemente la observación podrá decir algo antes de lo que se piensa.


Pero vamos, leyendo a Motl podeis daros cuenta de que él (que supuestamente representa el sentir de los físicos de cuerdas) no le da ningún crédito.

Motl no es, ni de lejos, la opinión general de los físicos de cuerdas. Además de que sus formas no son las adecuadas recurriendo al insulto en muchas de sus aportaciones y ninguneando a gente de alta valía. (lo que le ha costado el puesto en Harvard). Motl no es ejemplo ni portavoz de nadie.

Me molestaría también en buscar las opiniones de Lubos sobre el papel de la mujer en la ciencia, a ver si eso también lo ponemos como la corriente general de pensamiento en física.



En todo caso aprovech a para recomendar a quien tenga gans y tiempo el libro de Weinberg sobre cosmología.No trata los temas mas especulativos, como este, pero si proporciona una base autocontenida de resultados bastante recientes. No soy un gran fan de la cosmología, pero visto que en estos tiempos la mayoria de datos experimentales que pueden llegar a contrastar o refutar las teorias de gravitacion cuántica y similares vienen de ese campo imagino que iré profundizando poco a poco en él.

Yo recomiendo el libro de Thiemann sobre gravedad cuántica, a ver si ahí esconde algún problema de la LQG y a ver si es una teoría cogida por los pelos.