El espacio no existe, el tiempo sí, o a vueltas con el “it from bit”

Por Francisco R. Villatoro, el 14 junio, 2009. Categoría(s): Ciencia • Física • Mecánica Cuántica • Physics • Science ✎ 1

La unificación de la mecánica cuántica y la gravedad, el súmmum de la física teoría, una teoría cuántica de la gravedad, parece todavía lejos. La naturaleza cuántica del espaciotiempo, su geometría, es quizás la clave. Wheeler, autor del famoso “it from bit,” proponía que el espaciotiempo era un concepto emergente de una realidad pregeométrica subyacente, algo no geométrico. Desafortundamente, la mayoría de las pregeometrías propuestas hasta el momento son realmente geometrías (discretas, pero geometrías). ¿Cómo concebir algo que no sea geométrico a alta energía pero que observado a baja energía parezca geométrico y equivalente al espaciotiempo relativista? He de recordar que alta energía, equivale a intervalos de tiempo muy breves, a distancias en el espacio muy cortas, a movimientos muy rápidos, a temperaturas muy altas, … lo que muchos piensan que solo ocurrió en la Gran Explosión.

¿La pregeometría subyacente es materia o la materia también emerge junto con el espaciotiempo? ¿Existe el tiempo en el universo pregeométrico o surge junto con el espacio al emerger el espaciotiempo? Los especialistas en gravedad cuántica suelen ofrecer dos respuestas contradictorias entre sí. Para algunos, el tiempo no existe, es una propiedad emergente (ejemplificado por su ausencia explítica en la ecuación cuántica pra el universo entero de Wheeler-de Witt). Para otros, por el contrario, la pregeometría tiene que cambiar y el cambio es sinónimo de tiempo, luego hay un tiempo pregeométrico. ¿Son iguales el tiempo pregeométrico y el que emerge junto con el espaciotiempo? Obviamente, a alta energía, no pueden coincidir, uno existe, el otro no. A baja energía, el tiempo geométrico podría coincidir con el tiempo.

Física sin geometría. Sin espacio ni tiempo. ¿Cómo hacer física sin geometría? ¿Solo con información? Esa es la propuesta de Wheeler. Hay que hacer física solo con information (el “bit” de “it from bit”). Muchos proponen que la mecánica cuántica es, en realidad, la única teoría física posible compatible con hacer física sólo con información. Una teoría física sobre la información (en lugar de sobre ondas, partículas, materia o energía). La teoría física más simple que se puede deducir sólo a partir de información. . El genial Gilles Brassard (uno de los creadores del cifrado cuántico) es uno de los defensores más acérrimos de esta idea. Recomiendo a los interesados “Is information the key?,” Nature Physics 1: 2 – 4, 2005 . Todavía nadie lo ha logrado. Todavía no ha sido posible demostrar que la mecánica cuántica se puede deducir de una teoría (clásica) estadística (o probabilística) a la que le imponemos la condición de que sea una teoría de la información. Ha habido progresos, pero son lentos.

Información como pregeometría. Información, a alta energía, que a baja energía se convierte en realidad, en un espaciotiempo repleto de materia y energía.

Ideas que le vienen a uno a la mente tras leer a Fotini Markopoulou, “Space does not exist, so time can,” FQXi contest on the Nature of  Time. La propuesta pregeométrica de Markopoulou es la llamada “quantum graphity” (“gravedad cuántica de grafos”). Me guta la palabra “geometrogénesis.” Recomiendo a los interesados Tomasz Konopka, Fotini Markopoulou, Lee Smolin, “Quantum Graphity,” ArXiv, Submitted on 17 Nov 2006 , y Tomasz Konopka, Fotini Markopoulou, Simone Severini, “Quantum Graphity: a model of emergent locality,” ArXiv, Submitted on 6 Jan 2008 (publicado en Physical Review D).



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