El problema de la energía oscura en la teoría de cuerdas

Cumrun Vafa ya es el nuevo gurú de la teoría de cuerdas; sustituye a su director de tesis doctoral, Edward Witten. Padre de la idea del swampland, que extiende el landscape, lidera la búsqueda de una extensa red de conjeturas que diferencian ambos espacios de soluciones de la teoría. Varias apuntan a que nuestro espaciotiempo de tipo de Sitter (dS), con constante cosmológica positiva, se encuentra en el swampland; en el landscape solo hay soluciones con un espaciotiempo de tipo anti-de Sitter (AdS), con constante cosmológica negativa, o de tipo Minkowski, sin constante cosmológica. Para describir la energía oscura Vafa propone buscar modelos de quintaesencia en el landscape; así como explorar con nuevos ojos el swampland hasta encontrar islas de landscape aisladas que esquiven las conjeturas más restrictivas.

Toda revolución se inicia con una crisis. Quizás se acerca la tercera revolución de la teoría de cuerdas —que nació hace 50 años. Muchos medios han polemizado con las ideas de Vafa, ofreciendo titulares capciosos. “La energía oscura podría ser incompatible con la teoría de cuerdas”, leemos en el popular Quanta Magazine; a pesar de curarse en salud con un “podría ser”, estos titulares confunden a muchos legos. Otros sacan saña de los debates entre expertos sobre este asunto, como el que protagonizó Arthur Hebecker contra Thomas Van Riet y Vafa en un workshop estival en el Centro Simons (Univ. Stony Brook, New York); Hebecker comentó que estas ideas son «muy peligrosas» para los teóricos de cuerdas porque en Europa podrían conducir a desconfianza y recortes en la financiación. Pero esta ola de pesimismo podría ser la antesala de un renovado optimismo.

Las conjeturas que caracterizan la diferencia entre el swamplad y el landscape tienen su lado positivo. El español Luis Ibáñez y sus colaboradores las están usando para realizar predicciones genéricas sobre la fenomenología de la teoría de cuerdas a baja energía. Una línea muy prometedora de la que tendremos un buen resumen el próximo mes en Madrid, durante el workshop “Vistas over the Swampland”, IFT UAM-CSIC, 19-21 Sep 2018. Allí volverán a coincidir Vafa, Van Riet y Hebecker, pero seguro que disfrutaremos de una visión mucho más optimista liderada por Ibáñez.

Los artículos de Vafa origen de todo este revuelo son Prateek Agrawal, Georges Obied, …, Cumrun Vafa, “On the Cosmological Implications of the String Swampland,” arXiv:1806.09718 [hep-th] (ya citado 24 veces), y Georges Obied, Hirosi Ooguri, …, Cumrun Vafa, “De Sitter Space and the Swampland,” arXiv:1806.08362 [hep-th] (ya citado 28 veces); así como Ulf H. Danielsson, Thomas Van Riet, “What if string theory has no de Sitter vacua?” arXiv:1804.01120 [hep-th] (ya citado 22 veces).

En la línea optimista liderada por Ibáñez recomiendo el vídeo de su charla “Particle Physics Constraints from WGC,” 2018 Simons Summer Workshop, 08 Aug 2018 [video], y sus artículos Luis E. Ibanez, Victor Martin-Lozano, Irene Valenzuela, “Constraining Neutrino Masses, the Cosmological Constant and BSM Physics from the Weak Gravity Conjecture,” Journal of High Energy Physics 2017: 66 (Nov 2017), doi: 10.1007/JHEP11(2017)066, arXiv:1706.05392 [hep-th], y Eduardo Gonzalo, Luis E. Ibáñez, “The Fundamental Need for a SM Higgs and the Weak Gravity Conjecture,” arXiv:1806.09647 [hep-th], entre otros.

En medios y blogs se ha generado mucho eco: Clara Moskowitz, “String Theory May Create Far Fewer Universes Than Thought,” Scientific American, 30 Jul 2018; Natalie Wolchover, “Dark Energy May Be Incompatible With String Theory,” Quanta Magazine, o9 Aug 2018; Peter Woit, “Theorists with a Swamp, not a Theory,” NEW, 13 Aug 2018, “On Status of KKLT,” NEW, 16 Aug 2018; Luboš Motl, “Vafa, quintessence vs Gross, Silverstein,” TRF, 27 Jun 2018, “Quintessence is a form of dark energy,” TRF, 10 Aug 2018, “Deep thinkers build conjectures upon conjectures upon 5+ more floors,” TRF, 15 Aug 2018; entre otros.

[PS 29 Aug 2018] Un buen libro que discute la situación actual de la fenomenología y la cosmología en teoría de cuerdas, incluyendo los problemas asociados al modelo KKLT y el universo dS en el último capítulo, es Mariana Graña, Hagen Triendl, “String Theory Compactifications,” Springer (2017) [74 pp.]. [/PS]

La cosmología teórica nació con la ecuación de Einstein de la relatividad general, pues con la gravitación newtoniana, o con una extensión postnewtoniana compatible con la relatividad especial, no es posible describir con rigor el universo completo de forma intrínseca. A veces se olvida que no podemos hacer cosmología en teoría de cuerdas ya que ignoramos la ecuación de la teoría de cuerdas (su formulación no perturbativa). Tras 50 años de intenso trabajo solo disponemos de aproximaciones (formulación perturbativa) a las interacciones de muchos objetos fundamentales de la teoría, pero aún no de todos (por ejemplo, aún se busca esta formulación para la dinámica de las M5 branas en teoría M). Por ello, en cosmología cuerdista (como en cosmología cuántica de lazos) se usan ideas cosmológicas inspiradas en la teoría de cuerdas (o en la gravedad cuántica de lazos), pero no se puede hacer cosmología teórica rigurosa (al menos como se entiende este proceso en la gravitación de Einstein).

En teoría de cuerdas se habla de cosmología en el contexto de una supergravedad (SUGRA), una teoría de la gravitación con una o varias supersimetrías, y dimensiones extra del espacio, por ejemplo en una SUGRA en 9+1 dimensiones para las cinco teorías de supercuerdas en 10D, o en una SUGRA en 10+1 dimensiones para la teoría M en 11D. También se habla de cosmología cuerdista cuando se usan modelos fenomenológicos con dimensiones extra (como el universo ecpirótico), pero estas ideas no son relevantes en las discusiones sobre el problema de la constante cosmológica en teoría de cuerdas.

Se define el landscape como el conjunto de teorías efectivas a baja energía en 3+1 dimensiones, también llamadas vacíos, mínimos o soluciones en teoría de cuerdas, obtenidas mediante una compactificación adecuada de las dimensiones extra del espacio —un elemento del landscape corresponde a cierto conjunto de campos cuánticos de tipo gauge en un espaciotiempo de curvatura constante. Se suele decir que el landscape agrupa las teorías efectivas a baja energía (límite infrarrojo) que son compatibles con una gravitación cuántica a alta energía (límite ultravioleta). No me gusta esta definición porque de forma implícita se dan por supuestas muchas cosas; por ejemplo, que por gravitación cuántica se entiende la teoría de cuerdas, que se selecciona una supergravedad como vacío clásico de la teoría de cuerdas, que las dimensiones extra del espacio se han compactificado, etc. Más aún, se asume un límite ultravioleta con supersimetría, que se tiene que romper antes de llegar al límite infrarrojo, que no es supersimétrico (al menos hasta la escala de energía explorada hasta ahora).

La hipótesis cosmológica fundamental en teoría de cuerdas es que nuestro universo a baja energía (descrito por el modelo estándar de la física de partículas y el modelo cosmológico de consenso basado en la gravitación de Einstein) corresponde a una solución que está en el landscape. Lo habitual es apoyarse à la Weinberg en el principio antrópico; a ojo de buen cubero se estima el número de posibles modelos para el universo en el landscape y se obtiene un valor tan grande (un valor popular es 10500) que resulta difícil concebir que un modelo de nuestro universo no vaya a estar escondido entre todos ellos.

Sin embargo, no hay demostración matemática de que el landscape exista, pues se ignora la ecuación de la teoría de cuerdas que estas soluciones resuelven; tampoco se conoce una caracterización matemática precisa del landscape. En los últimos 20 años solo se han propuesto muchas conjeturas razonables para las propiedades genéricas de las soluciones de la teoría de cuerdas que están en el landscape; de hecho, ni siquiera hay acuerdo entre los físicos teóricos expertos en teoría de cuerdas sobre estas conjeturas, de ahí los enconados debates que se generan en muchos congresos científicos. Por desgracia, a falta de otra cosa, estas conjeturas son la única guía para quienes intentan desvelar las predicciones genéricas de la teoría de cuerdas. Por fortuna, son muy productivas, habiéndose generado un gran revuelo tras desvelarse que parecen indicar que en el landscape no hay soluciones con constante cosmológica positiva.

Vafa introdujo el concepto de swampland en el año 2005 (arXiv:hep-th/0509212). Se suele decir que agrupa las teorías efectivas a baja energía que son incompatibles con la gravitación cuántica a alta energía. No me gusta esta definición porque sugiere que agrupa las teorías cuánticas de campos que no se pueden describir mediante la teoría de cuerdas. En realidad Vafa tenía en mente las teorías efectivas en el infrarrojo que se pueden describir usando el lenguaje matemático de la teoría de cuerdas (el swampland solo tiene sentido en el contexto de la teoría de cuerdas), pero que no tienen un límite ultravioleta que corresponda a una supergravedad (en 10D o en 11D). Su objetivo era iniciar la búsqueda de propiedades (conjeturas) relativas a estas teorías efectivas que permitan determiner si pertenecen al landscape o al swampland.

Antes de continuar me gustaría recordar que en el marco de la teoría de cuerdas existen teorías de gravitación cuántica, que son matemáticamente coherentes, pero que no están en el landscape. Por ejemplo, la teoría de cuerdas heterótica SO(16)×SO(16), que es una teoría quiral en 10D libre de anomalías (doi: 10.1016/0370-2693(86)91524-8); las compactificaciones en 3+1 de esta teoría están en el swampland, fuera del landscape, porque esta teoría no tiene supersimetría (no la necesita para eliminar el problema de los taquiones), luego no contiene una supergravedad en 10D; por cierto, esta teoría predice una constante cosmológica positiva (doi: 10.1016/S0370-2693(97)01172-6). También existen teorías de cuerdas supercríticas en más de diez dimensiones cuyas compactificaciones están fuera del landscape y que predicen una constante cosmológica positiva (doi: 10.1007/978-94-010-0211-0_32). Se podrían poner muchos ejemplos, pero todos están poco estudiados; uno de los objetivos de Vafa es provocar a los más jóvenes para que estudien estas alternativas cuerdistas al landscape.

Durante los primeros 30 años de la teoría de cuerdas el objetivo era desarrollar modelos sin constante cosmológica (con un espaciotiempo de tipo Minkowski en el infrarrojo). El descubrimiento en 1998 de la aceleración de la expansión cósmica causada por la llamada energía oscura, que es compatible con una constante cosmológica positiva, pilló por sorpresa a los teóricos de cuerdas. No solo porque su valor es extremadamente pequeño, Λ ~ 3 × 10−122 en unidades de Planck, lo que requiere un enorme ajuste fino, sino porque su signo era positivo, Λ > 0. Como nos ilustra la idea cuerdista más poderosa tras la segunda revolución, la correspondencia AdS/CFT de Maldacena, en teoría de cuerdas lo natural es Λ < 0 (un espaciotiempo de tipo AdS). Lo que parecía una gran ventaja de la teoría de cuerdas (en cualquier otra teoría se puede cambiar alegremente el signo de la constante cosmológica sin que pase nada sustancial) se está convirtiendo en una pesadilla.

La solución más sencilla para la energía oscura en la teoría de cuerdas es la quintaesencia, es decir, un modelo dinámico basado en un campo escalar que se estabiliza en cierto cierto mínimo donde su valor se iguala a la constante cosmológica (V ~ 10122), pero se requiere un ajuste fino. Más aún, dicho campo escalar estará acoplada al resto de los campos, con lo que provocará efectos observables a distancias astrofísicas, e incluso pequeñas variaciones de la constante de estructura fina y otros acoplamientos entre campos. Para evitar estos efectos no observados hay que introducir un segundo ajuste fino en el potencial escalar, requiriéndose que su gradiente espacial sea |∇V| ≤ 10122 (en unidades de Planck). Solo se evita este doble ajuste fino si se usa un modelo en teoría de cuerdas que prediga de forma natural que |∇V| ~ V. Vafa es uno de los líderes en este enfoque, pero en los últimos 20 años se consideraba innecesario ya que había una alternativa, el modelo KKLT.

La solución KKLT (por Shamit Kachru, Renata Kallosh, Andrei Linde y Sandip P. Trivedi) fue propuesta en 2003 (10.1103/PhysRevD.68.046005) para incorporar un espaciotiempo dS metaestable en la teoría de cuerdas de tipo IIB. Simplificando mucho, se parte de un espaciotiempo AdS4 estabilizado de forma adecuada en un mínimo del potencial con V<0; la idea es “levantar” el potencial mediante la adición de una anti-D3-brana de tal forma que el potencial pase a tener un mínimo V>0, con V ≈0; así se ha transformado el espacio AdS4 en un espacio dS4; pero el resultado es un de Sitter metaestable con supersimetría rota por culpa de la anti-D3-brana; ajustando todo para que la anti-D3-brana también sea metaestable se logra que decaiga de forma espontánea en un vacío a baja energía con supersimetría recuperada. Así a baja energía obtenemos una constante cosmológica positiva, muy pequeña, con un valor casi constante. Esta solución era aceptada por la mayoría de los teóricos de cuerdas hasta el año pasado, cuando empezaron a florecer las voces críticas.

Por un lado, como nos cuentan Thomas Van Riet (Univ. Católica de Lovaina (KU Leuven), Bégica) y Ulf H. Danielsson (Univ. de Uppsala, Suecia) la solución KKLT es producto de un argumento circular. Observamos un universo tipo de Sitter, queremos que la teoría de cuerdas sea la teoría que lo describa, así que concluimos que la teoría de cuerdas debe contener soluciones de tipo de Sitter. Así buscamos una solución ajustada con alfileres que oculta bajo la alfombra el problema de que no se conoce ninguna solución natural que presente un vacío en 4D que sea tipo de Sitter. Según Van Riet debemos aceptar un cambio de paradigma en cómo se lidia con la energía oscura en teoría de cuerdas; hay que explorar teorías de cuerdas más exóticas, incluso las que fueron desechadas cuando se detestaba que Λ ≠ 0 y el objetivo era describir un universo con Λ = 0. Repensar el pasado con nuevas ideas parece un camino fructífero.

Y por otro lado, como nos relatan Vafa y sus colegas hay conjeturas para diferenciar el landscape del swampland que implican que el landscape no contiene ninguna solución tipo dS. Su argumento se basa en generalizar el teorema no go de Maldacena y Nuñez en 2001 (10.1142/S0217751X01003937) para concluir que la supersimetría a baja energía requiere que todo campo potencial V(φ) ≤ 0 en sus mínimos, conduciendo a espacios AdS. Así se conjetura que, en el landscape, todo potencial escalar cumple que |∇V | ≥ c · V, con c una constante del orden de la unidad. Esta condición es trivial para V < 0 (para soluciones AdS) y la cumplen todas las soluciones supersimétricas conocidas con Λ = 0; pero esta condición descarta de forma radical los espacio dS en el landscape. De hecho, Vafa ha retado a la comunidad cuerdista a encontrar un contraejemplo.

El trabajo de Vafa y sus colegas sobre esta nueva conjetura va más lejos, logrando una estimación de la constante c en algunos casos. Para la compactificación AdS4 × S7 se tiene que |∇V | / V = c = 6/√14 ~ 1.6; generalizando esta cota, se conjetura que para toda compactificación de la teoría M que reduzca las 11 dimensiones a solo d dimensiones se cumplirá que |∇V | / V ≥ c = 6 /√(d−2)(11−d), que para d=4 ofrece c = 6/√14 ~ 1.6. Nótese que también se cumple en ciertas regiones del swampland fuera del landscape; por ejemplo, para la teoría heterótica SO(16)×SO(16) se obtiene |∇V | / V = c = 5/√2 ~ 3.5.

La nueva conjetura en el swampland se adiciona a muchas otras (como que no hay vacíos AdS estables sin supersimetría en el landscape, o que no hay vacíos con simetrías globales, solo con simetrías gauge, o que siempre se cumple la conjetura de la gravedad débil, etc.) que están ayudando a explorar el landscape desde nuevos enfoques. Permíteme que destaque la vía optimista que está liderando Luis E. Ibáñez (Univ. Autónoma de Madrid, España), que junto a varios colegas está usando estas conjeturas para realizar predicciones de la teoría de cuerdas para las partículas del modelo estándar. Por ejemplo, si el espacio tipo dS se obtiene por “elevación” de un espacio AdS estable, entonces los neutrinos no pueden ser partículas de Majorana y tienen que ser partículas de Dirac; más aún, si la jerarquía de masas de los neutrinos es normal, el neutrino más ligero tiene una masa entre 6.7 meV < m(ν1) < 7.7 meV, y si es invertida, tiene una masa entre 2.1 meV < m(ν3) < 2.56 meV. Parece increíble que se puedan realizar estimaciones tan precisas usando solo conjeturas razonables en teoría de cuerdas (y con un sencillo proceso de contar y ajustar grados de libertad). También se pueden realizar estimaciones más allá del modelo estándar, por ejemplo, para la masa de neutrinos estériles y de los axiones, aunque los resultados no son tan precisos.

En resumen, nos encontramos en un momento apasionante en la teoría de cuerdas. Quizás a las puertas de la tercera revolución. Parece claro que no hay vacíos (o soluciones) con un espaciotiempo tipo de Sitter en el landscape. No es un problema sino una oportunidad. Guiados por Vafa, el nuevo gurú de la teoría de cuerdas, hay que empezar a rechazar ciertos prejuicios que sesgan la exploración del landscape. Hay que ir más allá, con una mente abierta a teorías de cuerdas que ya fueron descartadas hace décadas. Hay que quitarse las orejeras que nos obligan a ver solo el camino que cruza el paisaje. Podemos disfrutar de mucho más, porque el formalismo matemático de la teoría de cuerdas es muy poderoso y ofrece muchas alternativas. La solución al problema de la energía oscura en la teoría de cuerdas requiere nuevos enfoques. Y con seguridad aparecerán en los próximos años. ¡La física teórica sigue siendo fascinante!

66 comentarios

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Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Excelente pregunta Diego:

Para un resumen interesante sobre inflación en teoría de cuerdas (más optimista que la filosofía de Vafa) os recomiendo la siguiente charla: https://www.youtube.com/watch?v=z2e7-0FUFic

Vuestra pregunta es muy natural, la forma más simple de modelar un periodo inflacionario es usar las ecuaciones de Friedman para un universo dominado por constante cosmológica positiva, si es verdad que teoría de cuerdas conspira contra la existencia de una constante cosmológica positiva, entonces hay un “problema” con esta forma de modelar inflación (en teoría de cuerdas).

Buena pregunta. Hasta dónde entiendo (no soy experto) no hay consenso; pero las nuevas desigualdades swampland tienen consecuencias dramáticas pues están en tensión con la existencia de campos escalares con potencial tipo “slow-roll” como los de los modelos antiguos de inflación y como dice Vafa en su paper (pag 3 https://arxiv.org/pdf/1806.09718.pdf) “virtualmente contra todos los modelos en los libros de inflación” más precisamente, todos los escalares que verifiquen |∇V |/V → 0 (Aquí V es el potencial del escalar).

Dicho de forma breve: Hay muchísimos modelos de inflación pero la situación es totalmente análoga; parece que es tan difícil modelar un periodo inflacionario con teoría de cuerdas como embeber el espacio de de-Sitter como una solución particular en la misma.

Espero haber respondido algo.

Francisco R. Villatoro Francisco R. Villatoro

Diego, la conjetura de Vafa et al. es que |∇V | ≥ c · V, con c ~ O(1), mientras que los límites actuales (Planck+BICEP+BAO) apuntan a un valor c ~ O(0.1) para r > 0.01; por tanto, por ahora, la inflación (aún siendo una solución tipo de Sitter) escapa a las restricciones sin necesidad de un ajuste muy fino porque ocurre durante un tiempo muy corto. Por supuesto, si futuras observaciones cosmológicas hacen más pequeño el valor de r (cociente entre las contribuciones de los modos tensoriales y los escalares) el ajuste fino necesario será mayor. Por ahora, la conjetura de Vafa et al. prohibe a un de Sitter de larga vida, pero permite uno de corta vida. Más información en, por ejemplo, arXiv:1808.06424 [astro-ph.CO], o arXiv:1807.11938 [hep-th].

Sagutxo Sagutxo

Francis, dices: “la conjetura de Vafa et al. prohibe a un de Sitter de larga vida, pero permite uno de corta vida.”

¿Qué has querido decir con eso? Gracias.

SalU2

Francisco R. Villatoro Francisco R. Villatoro

Sagutxo, la conjetura permite un valor de V positivo con un gradiente ∇V (“negativo”) suficientemente grande; así que se permite un de Sitter mientras el potencial cae hacia el mínimo con V negativo y gradiente nulo; a eso me refería (la vida de este dS no puede ser larga porque |∇V| tiene que ser suficientemente grande por eso he puesto que era corta).

Sagutxo Sagutxo

Osea que nuestro universo dS es metaestable? Volvemos otra vez a la posibilidad de que el potencial mínimo de la energía de vacío decaiga de repente y todo el universo se vaya a hacer gárgaras en un “reseteo” épico? No era que eso no sería así si se observa una extensión del SM que contemple la supersimetría? Perdona mi confusión. Sigo preocupado con la metaestabilidad de nuestro universo como si esto fuera a terminarse mañana 🙂

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Me llena de alegría ver que el resumen más objetivo, nutrido y escrito con auténtico deseo de que el lector se entere de algo está escrito por un hombre que habla español 🙂 (Por no mencionar que no conozco otro blog que discuta física de actualidad con la vastedad del suyo)

Quanta magazine, Kaku o Greene tienen que polemizar. La magia y dificultad de la divulgación es mostrar cual maravilloso es aprender aún contando las cosas tal cual son. Yo sé apenas de nadie con la destreza para hacer eso posible.

Es un orgullo hablar el mismo idioma que usa usted para divulgar; es verdadero honor leerle Francis.

Mis más profunda admiración.

planck planck

Completamente de acuerdo Ramiro. No se puede explicar mejor en un solo artículo, de forma entendible para legos y sin dejarse influenciar por terceros la situación planteada por los últimos artículos de Vafa. Indiscutiblemente Vafa es un genio y los requisitos que plantea que deben ser cumplidos por toda teoría cuántica de la gravedad son muy interesantes. Es increíble que hasta pueda estimar el valor de la constante cosmológica. Dicho esto, creo que como dice Lubos, los modelos de quintaesencia que defiende Vafa están casi descartados por las observaciones que indican que la constante de estrutura fina no ha variado durante miles de millones de años. También es un poco desconcertante que sus conjeturas vayan en contra de los principios más naturales de la inflación, sea como sea, habrá que estar atento a ver como se desarrollan sus trabajos y si conducen a algo realmente positivo (esperemos que así sea).

Samu Samu

“Parece claro que no hay vacíos (o soluciones) con un espaciotiempo tipo de Sitter en el landscape. No es un problema sino una oportunidad. Guiados por Vafa, el nuevo gurú de la teoría de cuerdas, hay que empezar a rechazar ciertos prejuicios que sesgan la exploración del landscape. Hay que ir más allá, con una mente abierta a teorías de cuerdas que ya fueron descartadas hace décadas.”

Una persona menos optimista quizás diría a la vista de los hechos que tras 50 años de investigación parece más bien que la teoría de cuerda está más que estancada ;). ¿Quizás ha llegado el momento de dedicar más dinero en la investigación de la LQG y otras alternativas a la ST?

planck planck

Objetivamente nadie puede negar que la teoría de cuerdas tiene un problema gordo con el espacio-tiempo dS (constante cosmológica positiva). Pero esto no es un problema exclusivo de la teoría de cuerdas: los entornos dS son altamente problemáticos ya que son inestables y no tienen un borde conforme que sea independiente del observador. Es más, el Universo observable es diferente para cada observador (al expandirse el Universo aceleradamente habrá zonas que se alejen de otras a mayor velocidad que c y por tanto habrá regiones causalmente desconectadas) y la Física que siente cada observador es independiente del borde conforme donde se definen las condiciones de contorno y donde vive la teoría dual (en el marco holográfico). Por otro lado no es cierto que la teoría de cuerdas lleve 50 años estancada, en este tiempo el marco teórico de la teoría de cuerdas ha tenido un enorme progreso y se ha diversificado de forma espectacular incluyendo modelos más allá de los modelos originales (teoría M, little strings, topological strings…). Hay que recordar que LQG no es una teoría que aspire a unificar las 4 fuerzas de la naturaleza, es una aspirante a teoría de gravedad cuántica que se encuentra muy lejos de los logros conseguidos por cuerdas.
Como dice Francis en este fantástico artículo una crisis puede ser una oportunidad de buscar nuevos enfoques o nuevas alternativas. ¿Existe una alternativa a ST? La respuesta puede ser afirmativa: Higher Spin Theories (HST). Estas incorporan una nueva (y profunda) simetría: se incorporan campos con diferentes spin (en su formulación mínima spin par). Existen estudios que indican que String Theory podría ser un límite de una Higher Spin Theory, desde este punto de vista esta última sería una extensión de la primera aunque su formulación es muy diferente. La gran ventaja de HST es que viven de forma natural en entornos curvados y se puede pasar fácilmente de curvaturas negativas (cte cosmológica -) a curvaturas positivas (cte cosmológica +) intercambiando los roles del espacio y el tiempo.
Un avance fascinante en esta dirección fue el descubrimiento de que una teoría de gravedad en dS4 (la gravedad en nuestro Universo real) formulada en HST es dual a un Free Vector Model formulado en el borde 3D. ¡Esta podría ser el equivalente a la dualidad AdS/CFT pero formulado en nuestro Universo dS! Lo “malo” (o lo fascinante según se mire) es que las HST aún no son bien comprendidas e incorporan fenómenos realmente “extraños” (aunque al realizar observaciones no violan la causalidad ) como fenómenos no locales. En resumen, hacer Física en Universos dS es enormemente difícil, pero por increíble que parezca ya hay nuevas teorías que lo intentan y que casi lo consiguen. Como dice Francis la Física teórica es fascinante, básicamente porque lo es el Universo que trata de describir.

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Planck:

Exactamente 🙂 el problema de fondo con dS en palabras que Francis ha usado antes es “¿Dónde está la frontera en donde hemos de definir la teoría de campos dual?”

Valioso vuestro comentario sobre las teorías de alto espín, aunque también hay indicios desalentadores y las conjeturas swampland no son aplicables a esta clase de teorías, hay una posibilidad aquí … aunque como casi siempre pasa, se ha demostrado que hay formulaciones de la teoría de Vasiliev que son equivalentes a ciertas compatificaciones de teoría de cuerdas e incluso se conocen los duales holográficos y está demostrado que estas teorías admiten “dos twist” … que Xi Yin y Shiraz Minwala sugestivamente llaman A y B 😉

Es decir: Las teorías de alto espín no son un camino diferente a teoría de cuerdas, la teoría de cuerdas es una teoría de alto espín y las formulaciones “aparentemente no cuerdísticas” como la teoría de Vasiliev (supersimétrica) son demostrablemente límites de una teoría de cuerdas.

planck planck

Es cierto Ramiro, gracias por la corrección. Las HST son límites de la teoría de cuerdas y no al contrario. Al final ¡todo conduce a la teoría de cuerdas! Por cierto, respecto a la dualidad dS/CFT (Vasiliev Gravity en dS4Sp(N) en la frontera 3D), había varios problemas sin resolver como computar la entropía y definir los observables en espacio-tiempos dS. ¿Sabes si ha habido algún avance en estas cuestiones? ¿Sabes si hay alguna otra propuesta para construir una dualidad dS/CFT?

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Estimado Planck:

Estoy muy lejos de ser experto en teorías de alto espín, en un tiempo donde tenía un poco más de tiempo leí con muchísimo entusiasmo esta introducción que humildemente recomiendo http://www.math.chalmers.se/~julesl/...v150205.pdf . Me gustan porque tienen muchos problemas y ejercicios y en mi caso leyendo no aprendo. Realicé casi todos, si estás interesado y encuentras alguno difícil de hacer, siéntete libre de escribirme (por ejemplo en twitter) y con mucho gusto te comparto soluciones y hints 😉

Sobre dS/cft: Ignoro completamente el estatus, lo poco que sé es anecdótico por mirar repetidas veces la charla que compartí de Strominger. No estoy enterado de ningún progreso al respecto de las cuestiones planteadas en la charla.

Sobre gravedad de alto espín en dS: No existen construcciones explícitas de teorías de alto espín en dS (que yo sepa), cuando digo que “hay una posibilidad” me refiero al escalar que se suele mencionar (por ejemplo pag. 16 de este review que bien conoces https://arxiv.org/pdf/1404.1948.pdf ) y se insinúa puede mimetizar una constante cosmológica positiva

Pero con todo la historia es paralela a lo que ocurre en las “teorías efectivas”, todas las construcciones explícitas de holografía, trialidades, observables y demás, siempre son sobre AdS, Minkowski es más difícil y dS solo una posibilidad.

Saludos querido Planck.

planck planck

Muchas gracias por tus siempre interesantes comentarios y enlaces Ramiro, es un placer leer las impresiones de alguien al que le apasionan estos temas y además tiene conocimientos sólidos en los que basarse. Gracias también por tu ofrecimiento para intercambiar notas y ejercicios via twitter, a ver si logro tener algo de tiempo. Recibe un cordial saludo amigo Ramiro.

Amarashiki Amarashiki

No es correcto. Las teorías de cuerdas son truncaciones de las teorías de alto espín, puesto que las teorías de cuerdas cortan los estados o partículas de alto espín. en cambio, sí hay teorías de alto espín o de supergravedad yendo más allá de espín 2, la famosa hipergravedad (de nefasta erótica introducción en TBBT)… Eso era conocido por el propio Hawking, que lo mencionó en un artículo. Es algo que no les gusta a muchos escuchar: que la teoría de cuerdas ES una teoría efectiva más. De hecho, es lo que no se ha asumido tras la revolución de la dualidad. Hay formulaciones donde las cuerdas no juegan ningún papel aparente, véase en teoría M, o en las teorías de Vasiliev, que también han recibido atención por motivos varios, algunos comentados por avezados lectores de Francis. Creo que Planck ha leido la explicación al revés…No obstante, al final es más de lo mismo. Aunque teoría de cuerdas sea finalmente una teoría efectiva de las teorías de alto espín, las teorías de alto espín tienen problemas, aunque algunas efectivamente logran tener dS en su espacio de soluciones…De ahí el interés relativo reciente post 1998 en HST…Pero es muy difícil lograr teorías de alto espín interactuantes consistentes…Y…El problema es que llevamos 20 años (más) sin una formulación coherente de lo que sea es M-theory (bueno, están M-atrix theory y las ideas de Pioline de modular membranes, pero evidentemente hay un parón en el campo). También es cierto, que como pasa en algunas generaciones, quizás estamos en el camino equivocado y solamente tenemos que esperar a que los padres de las teorías actuales mueran y venga un nuevo iluminador o gurú.
Sobre el problema de dS en teoría de cuerdas, o realmente en algunas teorías que quieren sacar dS a toda costa (aún recuerdo mi discusión hace años aquí sobre el problema de lograr dS en teoría de cuerdas), mi impresión es que necesitamos algo más que meramente una idea o conjunto de ideas para entender si la Lambda medida es o no una constante o un campo escalar dinámico son slow-roll y lenta evolución. Evidentemente, la constante cosmológica no ha gobernado el Universo siempre en todo momento…Sí, es importante lo de Vafa y los de la conjetura de Gravedad Débil, Landscape y Swampland, pero eso al final no va a proporcionar un principio claro, de la que teoría de cuerdas lleva careciendo desde su reformulación como teoría de gravedad cuántica…Sobre Lambda siendo como es…Si hubiera dominado siempre, no veríamos el Universo como es hoy…De lo contrario no veríamos ni las galaxias cercanas, pero lo más intrigante para mí es lo que suponge entender dS como una relatividad cinemática (los trabajos pioneros de Levy-Leblond aún deberían ser explicados a la comunidad de stringers). NO creo que haya mucha gente que se tome en serio aún que sea una constante fundamental nueva, pero ciertamente algunos como Padmanabhan piensan que está relacionada con el número de “átomos” o “grados de libertad” del espacio tiempo. Esencialmente, estaría ligada a un nuevo “número de Avogadro”, … La cuestión realmente es si Lambda es constante o realmente es dinámica,y eso estamos aún lejos de poderlo detectar. Creo que aún PLANCK 2018 prefiere pero muy ligeramente una energía fantasma, aunque he estado tiempo “out” … Espero retomar todo ahora que estabilizo cosas, con permiso de otras.
Creo que responder a lo que sea es Lambda, al final, requerirá como siempre un test fuerte experimental. No se solucionará solamente desde el lado teórico. Nada garantiza que podamos interpretar los datos de otra forma a LCDM, pero ciertamente, al igual que el SM, LCDM es el mejor y más simple modelo actual explicando varias observaciones. Aunque, me divierte ver la tensión en el valor del parámetro de Hubble y en el porcentaje de energía y materia oscura…Los porcentajes parecen claros. Alguno de los métodos posiblemente tiene algún sesgo. Pero H está entre 68 y 72 km/s/Mpc y la densidad de energía oscura oscila entre el 68 y el 73 ó 74% del presupuesto de energía total del Universo. ¡No somos nada!Sobre lo de dualidad en dS, Planck, creo hay una idea por ahí antigua de dS/dS y CFT, pero hasta donde yo sé, y como te digo he estado out mucho tiempo, algo como AdS/CFT se resiste en dS, aunque el problema es el comportamiento de dS en el IR y largas distancias…dS tiene frontera y horizonte, y por tanto experimenta efecto Hawking también, lo cual es un poco dolor de cabeza…Aunque algunos como Jack Ng lo han usado para proponer interesantes teorías tipo MOND…Hablé de ellas en mi blog en alguna entrada hace tiempo…

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Amarashiki:

La teoría de cuerdas es una teoría de alto espín, que yo sepa no se ha demostrado que exista una teoría de alto espín cuyo espectro truncado sea el de la teoría de cuerdas.

Cuando decimos que “HST son límites de teorías de cuerdas”, es porque está demostrado (Yin, Minwalla, Chang, Sharma) que la teoría de Vasiliev es dual a un subsector de una compactificación de cuerdas (IIA sobre AdS4 x CP^3). Por tanto la teoría de Vasiliev está contenida en teoría de cuerdas y no al revés.

Hasta donde tengo entendido, tras la segunda revolución y la explosión de las dualidades, el concepto de “teoría efectiva” en teoría de cuerdas es ambigua y no tiene sentido, por ejemplo: en el minuto 33:58 https://www.youtube.com/watch?v=7Me99u1ResE Vafa menciona que Sugra maxima en d=11 compactificada en un círculo (el clásico ejemplo) es equivalente a IIA, no es el caso que la teoría de cuerdas sea efectiva por ser compactificación de una teoría de dimensión superior, están en pie de igualdad; otro ejemplo es la S dualidad entre la cuerda IA y la heterótica Spin(32)/Z2 ¿Cuál es “la teoría efectiva”? ninguna lo es, no hay manera de responder esa pregunta. De nuevo Vafa en las páginas 32-35 https://arxiv.org/abs/1711.00864 menciona explícitamente como hay “teorías efectivas” que son equivalentes a teorías de cuerdas.

Por ello creo que los teóricos de cuerdas no reflexionan sobre si su teoría es efectiva o no, porque la propiedad “ser efectiva” no tiene sentido en su paradigma. La verdadera pregunta es: ¿Cuál es la lección que debemos aprender de una teoría que parece tener tantas representaciones … en pie de igualdad?

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Samu:

No hay una sóla definición plausible de “gravedad cuántica en el espacio de de Stitter”, tal ausencia no es un problema de la teoría de cuerdas.

La física trata sobre mediciones, para especificar una teoría física hay que definir estados, observables y protocolos para medir valores de dichos observables; el problema (sobresimplificado) con el espacio de de Sitter es que no hay ninguna propuesta existosa de lo que es un “observable” en dicho espacio, aún si destinas dinero a LQG (o alguna cosa por el estilo) no te podrán ofrecer buenos observables. Las dificultades con este espacio son propias incluso de la aproximación semi-classica

¿Por qué ser optimista con teoría de cuerdas? Porque teoría de cuerdas ofrece una definición para gravedad cuántica en espacio de Anti de Sitter; los observables son correlaciones “bulk to bulk” en supergravedad) y se calculan mediante funciones de n-puntos en una teoría de campos en la frontera y los estados son estados tipo gravitón (que son duales a “single trace operators” en la teoría del campo). Teoría de cuerdas también define gravedad cuántica en espacio plano (no una definición no-perturbativa pero es una definición), los estados serán “exitaciones de cuerda tipo gravitón”, los observables son elementos de la matriz de colisión y se calculan mediante las reglas de Feynman en teoría de cuerdas perturbativa. La existencia de esa descripción perturbativa es evidencia de que debe existir una definición completa.

Puesto que hay dos casos donde teoría de cuerdas define exitosamente gravedad cuántica donde ningúna otra aproximación lo logra, es razonable pensar que si es posible definir gravedad cuántica sobre el espacio de de Sitter es probable que la misma estrategia (dar una definición “cuerdistica”) funcione.

Es fundamental entender a detalle las restricciones que impiden la existencia de gravedad cuántica en espacio de de Sitter (si es que es verdad que no existe).

Amarashiki Amarashiki

Incluso más, no hay una teoría cuántica de campos consistente en dS spacetimes construida hasta donde yo sé, y sería interesante tenerla, pero el problema es la curiosa estructura de partículas y del vacío de dS. Por otra parte,…El cut-off de QFT en flat spacetime generalmente lo ponemos en la escala de planck y la identificamos, de acuerdo a nuestros conceptos y preconcepciones, como la energía del vacío observada. …Pero tachán, la energía del vacío observada es 122-123 órdenes de magnitud más canija. En algunos artículos se habla de que quizás hay algún efecto no perturbativo tipo Schwinger no conseiderado y eso permitiría matchear las dos, pero el problema sigue estando ahí. Nadie se pone de acuerdo, y ciertamente, a pesar de lo que digan, al menos en teorías SUSY y supercuerdas, dS es un problema serio. No es en absoluto simple como demuestran las recientes discusiones de Landscape y Swampland lograr un dS ESTABLE,…También pasa algo similar con el vacío de Higgs observado, estamos justo en el límite de la estabilidad/metaestabilidad del campo de Higgs…Imaginaos el revuelo que podría dar a nivel filosófico también demostrar que el Universo actual no es el verdadero vacío…Y que el campo de Higgs puede decaer a otro mínimo y el verdadero en una transición de fase futura…

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Amarashiki:

Es parte de lo que había mencionado 🙂

El problema con gravedad cuántica en dS es propio de cualquier aproximación a gravedad cuántica porque hay un problema incluso a nivel semi-clásico (límite que debe ser reproducido por cualquier candidato a gravedad cuántica en dS).

Vafa usa de forma potente el argumento de que el concepto de “corrección cuántica” no es invariante por marcos de dualidad para dar evidencia estadística (junto a la no actual existencia de soluciones dS estables) de que no debe ser posible partir de una solución metaestable en un marco de dualidad particular (KKTL por ejemplo) y esperar que los efectos cuánticos estabilicen los moduli.

Sólo recordar (vale la pena porque muchos medios lo mal interpretan) que la no existencia de vacíos dS estables en teoría de cuerdas no es un problema, nuestro universo es dS y es posiblemente metaestable o inestable. Si la conjetura “dS spaces are in the swampland” es correcta, no hay problema con las observaciones, incluso se puede “predecir” que si hay física BSM que no está siendo considerada en las estimaciones de estabilidad para el vacío del modelo estándar (que la mayoría supone que el modelo estándar es válido hasta la escala de Planck) esta no modificara drásticamente la aparente metaestabilidad. No hay conflicto alguno con las observaciones, incluso puede pensarse como una explicación de dicha metaestabilidad.

Cuerdas Cuerdas

Sr. Villatoro,
decir que Vafa es el nuevo gurú de la teoría de cuerdas superando a su maestro Ed Witten es, cuando menos, muy precipitado.

Por lo demás, excelente explicación la que dá en éste artículo sobre el tema del landscape y el swampland, perfectamente entendible para gente que no sea experta en éstos fascinantes temas. Aunque queda mucho, mucho por investigar.
Yo no estoy plenamente convencido de que la idea de Vafa sea la correcta, pero lo estoy menos aún del modelo KKLT propuesto por la gente de Stanford, y tan defendido por Susskind y, en menor medida, Maldacena.

Un cordial saludo.

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

De antemano una disculpa si ensucio el trabajo objetivo de Francis introduciendo algo de polémica y quitando la atención de la física por “lo que dice alguien”:

Para darse una idea de cual falta de consenso (acerca de la existencia de soluciones tipo dS en el landscape) vale la pena escuchar por ejemplo el minuto 1:31 de este video https://www.youtube.com/watch?v=PlbGhv0nmJ8 o esta charla https://www.youtube.com/watch?v=n8F_SSJIq4c .

La idea es notar que gigantes como Strominger y Maldacena son optimistas con la existencia de espacios dS en el landscape o gravedad cuántica en dS a algún nivel. Mientras que Vafa conjetura de forma tajante: “dS spaces are on the swampland”.

Cuerdas Cuerdas

Gracias Ramiro.
Muy interesantes los links.
El tema es, desde luego, fascinante y muy, muy complicado.
¿Sabes (o alguien más que lea ésto) que opinión tienen al respecto Witten o Arkani-Hamed?
¿Tiran más hacia el equipo KKLT, o hacia el equipo de Vafa?

Muchas gracias de antemano.

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Gracias a ti Cuerdas, es emocionante leer a gente interesada en estas cosas 🙂

El tema es en efecto fascinante y muy confuso 🙂 pero esto siempre pasa en los grandes eventos de la ciencia 🙂 ¿Os imaginaís lo confuso que fue el nacimiento de la mecánica cuántica o la relatividad especial?

No estoy enterado de ninguna postura en lo que se refiere a Witten o Nima, es posible que Witten esté de acuerdo en algún grado con lo que piensa Vafa, tienen opiniones similares en muchos temas, conocen a profundidad la teoría, piensan de forma parecida y son alumno y mentor.

Puedo imaginar que la mayoría de los cosmólogos de cuerdas está de acuerdo en comenzar a tomarse en serio la imposibilidad de una solución tipo de Sitter estable en teoría de cuerdas. Lo que es verdaderamente polémico y requiere mucha reflexión es la afirmación de Vafa sobre si los modelos de quintaesencia “son naturales” en el paradigma de la teoría de cuerdas y si esta está suficientemente desarrollada como para comenzar a hacer “predicciones genéricas”

Además hay algo sumamente importante aquí, la conjetura de Vafa es que todas las soluciones cuerdísiticas tipo dS son inestables o metaestables; de ser cierto, esto no invalida en ningún sentido la viabilidad de la teoría de cuerdas para describir nuestro universo, que es asintóticamente dS pero muy cerca de la metaestabilidad https://francis.naukas.com/2013/09/1...o-estandar/ . No hay problema alguno.

Cuerdas Cuerdas

Ramiro,
gracias de nuevo por tu respuesta.
Efectivamente, confuso… pero a la vez fascinante.
Entender la verdadera naturaleza del espacio-tiempo es probablemente el reto más grande, complejo y trascendente de la historia de la humanidad.

Tienes razón. Cuando apareció la mecánica cuántica el tema era tan extraño y difícil, que incluso el mismísimo Einstein se murió sin aceptarla del todo.
Nobody´s perfect, que dirían en una muy conocida película…

Estoy de acuerdo en que Witten probablemente está del lado de Vafa por las mismas razones que mencionas tú. Además, nunca estuvo de acuerdo del todo con la idea propuesta por el “equipo” de Stanford. Ya sabes que el amigo Edward es un pitagórico de corazón, y sigue luchando por encontrar una descripción precisa del espacio-tiempo. Una teoría cuántica del mismo, por supuesto.
Nima es tan radical en todo lo que acomete que la verdad es que no sé nada de lo que puede proponer, pero voy a intentar averiguarlo a través de un amigo que lo conoce.
Será fascinante ver lo que tiene que decir al respecto. Nima es un titán, y su idea del amplituhedro (y ahora del EFTHedro) me parece que va en la buena dirección.
En fin… veremos.
Solamente el hecho de saber que, al menos a día de hoy, Vafa y Maldacena están en lados opuestos es, desde un punto de vista intelectual, absolutamente fascinante. ¿Cuál de los dos tendrá razón? Apasionante, apasionante. O quizás ninguno, ja, ja 🙂

Las predicciones genéricas es probable que aún no estén ni medio bien ancladas. Quizás sea un poco pronto, pero en mi opinión, la “quintaesencia” sólo es una forma de energía oscura. La pregunta que más me atrae en éste sentido es si la energía oscura es totalmente compatible con la teoría de cuerdas, y aquí ando un poco perdido.
La primera parece que está bastante confirmada a través de la constante cosmológica positiva (en 2021 otros dos satélites serán puestos en órbita para confirmarlo definitivamente, uno americano y otro euopeo), y la segunda no. Pero el modelo teórico de la segunda parece bastante sólido y, a fecha de hoy, es la mejor opción que tenemos sobre la mesa.
Yo soy partidario de la teoría de cuerdas, pero si empieza a haber dudas al respecto sobre su total compatibilidad con una CC positiva, hay que volver a estudiar dónde podrían ser incompatibles. Si es que lo son.

Por último, efectivamente, parece que la conjetura de Vafa no anula la posibilidad de la TC para nuestro Universo. Creo que se podrá hallar una solución que compatibilize ambas. Pero eso descartaría por completo el modelo KKLT, que es donde yo creo que está el fallo. Los famosos 10^500 tipos diferentes de universos… me parecen muchos 😉

Un saludo.

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Totalmente de acuerdo, que Vafa y Maldacena estén en polos opuestos es absolutamente delirante 🙂

Hay algunas razones intuitivas e indirectas de las razones por las que aparentemente la teoría de cuerdas conspira contra constantes cosmológicas muy grandes (en valor absoluto) o positivas para sus soluciones estables (supersimétricas). Algo de divulgación de Witten al respecto https://arxiv.org/abs/hep-ph/0002297

1) La constante cosmológica (en supergravedad) es una especie de parámetro de orden para la rotura de supersimetría. Es una forma anticuada de verlo (porque es una sobresimplificación) pero es un argumento vago, no se puede romper supersimetría sin generar una contante cosmológica muy grande (hasta ahora) y teoría de cuerdas trabaja con vacíos supersimétricos.

2) Todos los objetos en teoría de cuerdas (D branas, pilas de ellas, agujeros negros, branas negras, M-branas etc.) tienen geometría cerca del horizonte (https://ncatlab.org/nlab/show/near-h...on+geometry) de la forma AdS x (algo). Es decir: su geometría probada a baja energía es localmente un espacio AdS, para todos los objetos conocidos. Excepto cuando tienes objetos con dimensiones extendidas de tiempo o ghost branes, inestables e inobservables respectivamente (https://arxiv.org/abs/1603.05665 y https://arxiv.org/abs/hep-th/0601024 para información) en ambos casos sí que es posible tener geometría cerca del horizonte tipo dS.

Esta última no es un argumento pero me parece un indicio muy sospechoso.

Amarashiki Amarashiki

Cuerdas, si te parecen muchos 10⁵⁰⁰, no sé si sabes que la teoría F de Vaya predice unos 10²⁷²⁰⁰⁰…

Cuerdas Cuerdas

Amarashiki,
la teoría F de Vafa me parece incorrecta.
Le apoyo en la idea de seguir avanzando, estudiando y eliminando posibilidades del equipo KKLT.
En otras palabras, reducir el número de vacíos deSitter.

Paco Paco

Muchas gracias por los comentarios de Ramiro Hum-Sah y plank. Se echa de menos leeros en otras entradas.
Da gusto leer a gente que sabe.

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Gracias a usted Paco.

Aquí la mayoría somos novatos, pero vale la pena hacer un esfuerzo por entender estas cosas tan emocionantes. Que alegría enterarme de que por aquí hay personas (como usted) que lo encuentran apasionante.

Un saludo.

Javier Javier

Hola Francis,

Perdon por el cambio de tema. Que opinas sobre este nuevo articulo de Penrose en el que insiste que ha encontrado evidencias de universos previos?
https://arxiv.org/pdf/1808.01740.pdf
Por lo que tengo entendido, en la comunidad de cosmologos, pocos se toman en serio estas “evidencias”.

Gracias

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Javier:

La teoría de Penrose (CCC) es muy especulativa. Fue creada para responder cuestiones filosóficas (muy particulares) más que auténticas preguntas científicas, una de las motivaciones es que a Penrose no le gusta que el principio cosmológico sea una afirmación “sólo del espacio en nuestra era cósmica” y no del tiempo; es decir: No le gusta la existencia de un big bang, prefiere pensar que hay una especie de principio cosmológico perfecto y por eso propone la existencia de eones previos y una plétora de mecanismos injustificados para “hacer funcionar” su creencia.

Además de que si quereís ver elefantes en un fondo de ruido gaussiano, con seguridad en alguna aproximación algo vereís. Es muy lamentable que un hombre que en su juventud fue tan grande y tremendamente creativo este pensando esta clase de cosas y dando tan mal ejemplo de como hace progreso real en ciencia.

Yo diría que los cosmólogos no deberían (ni lo toman) en serio, pero es mi opinión y no soy experto.

Saludos

JJ JJ

Yo comento solo para decir que me entero de un 1% de lo que escribe Francis en estos temas, pero entre sus articulos, los comentarios y alguna pregunta a colegas me hago una idea general. Gracias!

planck planck

Añado unos comentarios (breves como es mi costumbre 🙂 sobre la naturaleza del espacio-tiempo, la cuestión sin resolver más importante de la Física:
1º) Aunque hemos avanzado en nuestro entendimiento del espacio, la naturaleza del tiempo permanece siendo un absoluto misterio. En AdS/CFT la coordenada extra radial “emergente” es una nueva dimension espacial. En AdS la frontera, donde vive la CFT dual es un LUGAR, una coordenada espacial, sin embargo, si cambiamos el signo de la constante cosmológica y analizamos nuestro espacio-tiempo (asimptóticamente) dS la frontera ya no es un lugar, es un TIEMPO (un par de tiempos). En una hipotética correspondencia dS/CFT la dimensión extra que emergería ya no sería una dimensión espacial sino la propia dimensión temporal. ¿Como demonios emerge el tiempo a partir de una teoría de campos que vive “en la frontera”? En teoría toda la información para describir el espacio-tiempo dS debería estar disponible en la QFT dual, ¿donde se encuentra “codificada” la información de la dimensión temporal? (¿flujo de renormalización?).
2º) Las singularidades espaciales (time-like) pueden ser solucionadas en la teoría de cuerdas, sin embargo las singularidades temporales (Big-Bang, Schwarzschild) siguen siendo intratables. Existen modelos con branas “space-like” que intentan “resolver” estos tipos de singularidades pero aún estamos lejos de conseguirlo.
3º) Los prometedores métodos basados en “tensor-networks” nos permiten “modelar” el espacio-tiempo (AdS) a partir de “puertas” o “unidades de complejidad computacional” definidas en la CFT dual. Sin embargo (que yo sepa) no se ha conseguido “modelar” el flujo de tiempo.
4º) El entralazamiento cuántico parece jugar un papel muy importante. Sin embargo, este no es un observable que podamos medir. ¿Cual es la relación entre tiempo y entrelazamiento?
En resumen: si queremos hacer física en entornos dS y resolver el “santo grial” de la Física debemos empezar a entender como “emerge” el tiempo (si es que emerge) y cual es su naturaleza. Quien resuelva esto tendrá la llave que abre la puerta del “motor central” que mueve el Universo: el flujo del Tiempo.

Amarashiki Amarashiki

Una matización, Planck. Dices que el entrelazamiento no es un observable que se pueda medir. Eso no es del todo preciso. Hay diversas nociones o grado de entrelazamiento y son medibles…Por ejemplo tienes el estado de Bell o el GHZ, también está el estado NOON muy usado en óptica. Con la correspondencia entrelazamiento y gravedad, aún en pañales, es interesante señalar que el entralazamiento reduce la indeterminación en las relaciones de Heisenberg. Además, no hay aún una clasificación completa de todos los tipos de entrelazamiento, creo…La correspondencia con agujeros negros es algo que debemos a Duff, aunque está algo olvidada.

Amarashiki Amarashiki

Además, es interesante el enlace de la teoría de los hiperdeterminantes, la entropía de agujeros negros supersimétricos y otros objetos negros, con el entrelazamiento. Duff mitifica eso, incluso yendo más allá de los sueños algebraicos propuestos por varios matemáticos y físicos, pero sigue teniendo todo un aire misterioso…

planck planck

Amarashiki, lo que quería decir es que el entrelazamiento cuántico entre dos estados no es medible directamente. Para realizar medidas y cálculos con entrelazamiento hay que recurrir a magnitudes estadísticas con muchos sistemas como la entropía de entrelazamiento o los estados entrelazados que señalas. Es interesante lo que dices de que el entrelazamiento reduce la indeterminación de las relaciones de Heisenberg (lo que permite diseñar sensores ultraprecisos). Sin duda el entrelazamiento cuántico es uno de los conceptos más misteriosos y fascinantes de la Física y es muy probable que esconda gran parte de la solución al misterio de la naturaleza del espacio-tiempo.

Amarashiki Amarashiki

Sí, y lo que me extraña es que el propio Einstein cuando lo descubrió, no se diera cuenta de que era como la acción a distancia newtoniana (aunque de otro tipo claro)…

Cuerdas Cuerdas

Ramiro (y demás personas interesadas…)
¡empieza el baile! ¡Stanford vs. Vafa!

https://motls.blogspot.com/2018/08/t...ration.html

A disfrutar se ha dicho.

Y por cierto, en referencia a tu última respuesta y enlaces, creo que la nueva/futura versión de lo que es el espaciotiempo debe ser una noción que sea generalizada, no sólo de las geometrías que dan las ecuaciones de Einstein, sino una noción de geometría más general, más amplia. Creo que habrá una teoría “madre” que incluirá esa noción más general de geometría, que será la que nos lleve a una descripción final de la generación del espaciotiempo.

Saludos.

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

¡Que amable Cuerdas!:

¡Esto es una locura!, no había tenido la oportunidad en mi vida de presenciar ningún debate tan intenso como lo que está ocurriendo, es absolutamente emocionante 🙂

Lamento muchísimo no haber sido consciente del debate de los “firewalls” en el momento más crítico (2012-2014), era muy joven y no tenía el background suficiente ni siquiera para entender el debate aún estando enterado de que tenía lugar.

Esto es lo maravilloso de la ciencia, estas emociones siempre vuelven y a veces de direcciones impensables 🙂

Gracias por el enlace Cuerdas 🙂

Amarashiki Amarashiki

Bueno, no está mal el debate, pero está creo demasiado hypeado (¿se dice así en estos tiempos?) o sobreestimado (me recuerda más a una pelea entre escuelas filosóficas o de matemática que de física fundamental detrás). Quizás ya no soy tan joven, pero creo que efectivamente el debate importa en ciencia, pero con las herramientas que estamos usando “average” no se llegará a nada. Una tercera revolución en teoría de cuerdas es posible, pero para eso haría falta, en mi opinión, un nuevo lenguage y trascender las dualidades mediante un principio que sigue resistiendo intentos…Quizás ingenuos. Como dice Cuerdas, una nueva revolución en la teoría requiere posiblemente un nuevo tipo de geometría, quizás de poner las piezas del puzzle que de momento solo encaja localmente,…No globalmente…Sobre el amplituedro y el EFThedro, hay muchas cosas que sugieren conexiones con las redes de espín y otras cosas de LQG o incluso de teoría de redes tensoriales, … Pero una nueva relatividad y entender la física cuántica del espacio tiempo y el propio Universo con sus fuerzas fundamentales es el premio que hay detrás…No seremos interestelares ni podremos crear colonias en otros sitios estables, mientras desarrollemos más la Física fundamental…Mientras no seamos capaces de cambiar localmente G y así crear gravedad artificial, y mientras no sepamos apantallar las radiaciones y usar fuentes de energía más allá de lo que dominamos hoy, soy pesimista sobre la colonización del sistema solar en mi timelife. Admiro a los pioneros, pero hay problemas logísticos y de Ciencia fundamental que se deben solucionar antes de lanzarse fuera de la pecera actual a otra pecera…

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Amarashiki:

Vamos, es un debate profundo y es científico. Está basado en la observación objetiva de que ninguna solución (dS) consistente a un conjunto de ecuaciones tiene cierta propiedad (estabilidad)

Es plenamente cierto que estamos subdesarrollados para responder la cuestión de fondo, pero la idea es promover un camino a desarrollar herramientas para hacerlo.

La existencia de superconductividad a temperatura ambiente, la hipóteisis de Riemann, la conjetura de Goldbach, la computación cuántica y la vida en otros planetas tienen el mismo estatus, mucha evidencia estadística de una posible solución y son preguntas nulamente filosóficas y plenamente científicas y se debaten con herramientas científicas o matemáticamente consistentes aún cuando se carece de un marco firme para responder.

Aquí pasa exactamente lo mismo.

¿Está hypeado el tema? ¡Claro que lo está!, como lo estaba la validez de la mecánica cuántica en los tiempos de Einstein, como lo están las preguntas que mencioné y como lo estará otra cosa cuando este debate baje de intensidad.

Hay razones para emocionarse, el posible pago de una condición swampland extra es una gratificación titánica 🙂

Cuerdas Cuerdas

Amarashiki,
yo sí creo que el debate merece la pena, aunque en un principio, como bien dices, pueda estar un poco inflado y exagerado en su interés.
Como mínimo, puede centrar de una manera cuasi definitiva el tema del número de universos a estudiar para averiguar cuáles son las características del nuestro. Y para mí, ese es un paso importante.
Tienes razón en que entender la física cuántica del espacio tiempo y el propio Universo con sus fuerzas fundamentales es el premio que hay detrás. Ese es el premio entre los premios, la pregunta final, lo que nos llevamos preguntando como seres humanos desde que vivíamos en las cavernas.
Y la verdad es que no ha habido mucho progreso desde hace bastantes años en encontrar una descripción “bulk” de las propiedades cuánticas del ET propiamente dicho. ¿Puede ser que exista una capa extra, una capa muy abstracta, con la que no hemos contado todavía? Y sí, hay que cambiar el lenguaje para poder empezar a comprender todo ésto.
Yo personalmente (que soy un auténtico lego en la materia), me inclino a pensar que no existe esa descripción cuántica precisa del ET, y que las cosas son un poco más borrosas, enmarañadas y complicadas que una descripción única y precisa.
Pero es sólo una opinión personal.
De acuerdo también en que no podremos colonizar la galaxia, como algunos mal llamados “gurús” están empezando a proponer por algunos lares, sobre todo en los Estados Unidos. Al menos, en mi vida tampoco lo veré. No es que sea mayor, tengo 46 primaveras, pero sé que ni aún viviendo 120 años (aunque dudo que llegue…) mis ojitos lo verán.
Las razones que das son concluyentes.

El amplituhedro y el EFThedro tienen, efectivamente, conexiones con las redes de espín, las tensoriales, etc…
Pero parece que es un paso más ¿no?. Que las dá otra vuelta de tuerca, que las desarrolla más. No sé, eso me parece a mí. Quizás estoy equivocado.
Aquí te dejo un enlace a una charla de Nima, que me parece bastante buena:
https://www.youtube.com/watch?v=l87oICmHT2E

Y una pregunta por curiosidad. En uno de tus mensajes de ayer, escribiste:
“Imaginaos el revuelo que podría dar a nivel filosófico también demostrar que el Universo actual no es el verdadero vacío…Y que el campo de Higgs puede decaer a otro mínimo y el verdadero en una transición de fase futura…”
¿A qué te refieres con lo del revuelo filósofico? Gracias de antemano.

Ramiro, de nada 😉
La posibilidad de la condición swampland extra sería, efectivamente, una excelente gratificación. Un pequeño paso en la totalidad, pero Roma no se construyó en un día…

Saludos.

Amarashiki Amarashiki

Ramiro, creo que no me has entendido…Cuando veo a gente como Motl y en algunas universidades, competir por el prestigio de sus, digamos, “visiones” sobre cierto tema teórico, me preocupa. Eso le quita bastante al fondo físico.
Sí, hay hype y exceso de egos…Claro que lo había cuando antes Bohr y Einstein se enzarzaban en las famosas conferencias. Y siempre habrá algo de personal, o de escuela, pero como he dicho, con las herramientas primitivas que están usando NO van a resolver el problema de dS. Nuestro Universo es ASINTÓTICAMENTE, no ahora en realidad, de Sitter,…Y eso parece una observación robusta datos en manos. Ponerse a discutir cómo obtener dS claro es importante, pero muchas construcciones siguen usando hipótesis y cocinas muy ad hoc a partir del superpotencial. Sí, se puede hacer, los expertos saben siempre llegar a lo que necesitan para cuadrar su teoría a las observaciones, pero el quid YA no es ése. Es lograr un modelo testable que prediga por qué dS asintóticamente y algo más que pueda demostrar. Lo diré de otra forma, y me conoces bien para saber no soy antisusy pero sí no me gusta minimal susy ni minimal SSM: no tenemos pruebas de que el mundo sea supersimétrico, ni si quiera a alta energía…La única cosa que podría testar SUSY a grandes escalas de energía, y de eso estoy ya convencido aunque no lo pueda probar, son los neutrinos y las ondas gravitacionales. Dudo mucho, aunque por supuesto hay gente que lo defiende como defendía TeV scale SUSY, que SUSY está en el PeV o alrededor…
También, claro que los problemas que mencionas son científicos,pero tienen y tendrán consecuencias filosóficas. En especial si detectamos algúnd día la granularidad del espacio tiempo, o la importancia de la estructura de la función zeta y sus generaliciones polilogarítmicas en la renormalización y las amplitudes de teoría de campos, supergravedad y en la TOE.
Cuerdas: los filósofos están algo superados, salvo pocas excepciones, por la Física del siglo XX…Pero peor aún, algunos físicos generalmente mayores ya (Penrose, t hooft,…), aunque también se ve en jóvenes (quiero pensar que mentorizados cuan buenos Sith…), con respecto al problema del vacío y su estabilidad o metaestabilidad, tienen muchos prejuicios de naturaleza filosófica…A lo mejor este Universo es realmente un estado transitorio, y eso, es casi tan fuerte como cuando se dice que somos especiales por algunos sitios,…Ya bastante soportamos con la metafísica acientífica, o las creencias pseudocientíficas, como para que algunos propugnen que el Universo debe ser estable…La constante cosmológica es un término de Hooke a nivel cosmológico, invertido de signo, y puede que haga al universo oscilante, pero desde luego pasó por estadios muy calientes y densos, …Si el espacio tiempo en sí mismo está hecho de cosas, puede desaparecer…Todavía creo hay muchas mentes kantianas en la Ciencia (Kant dejó una influencia notable, y apesar de la relatividad general, el pensamiento kantiano sigue muy muy dentro de algunos científicos del área). Y que el espacio (y el tiempo) o espacio-tiempo es dinámico y posiblemente emergente de “otra cosa”, y puede desaparecer, no creo es algo que a los defensores de la Eternidad les guste, modo ironic on, escuchar…No obstante, podemos acabar descubriendo si los constituyentes últimos del espacio-tiempo son estables o no…Pero vamos, efectivamente filosofar sobre la estabilidad del vacío es algo complejo. Porque el propio vacío tiene soluciones que en RG son espaciotiempo y sabemos por Hawking que éste no es eterno, se evapora…Sin duda, algún día, la gente se dará cuenta de lo importante que fue ese descubrimiento, sea o no porque tengamos motores basados en singularidades espaciotemporales macroscópicas (ironic mode on). No, Roma no se construyó en un día, pero sí grandes Emperadores y Gobernadores hacen falta para construir las calzadas…
Yo tengo 40,4 años…A no ser que la singularidad tecnológica nos alcance, posible pero difícil, o algún supermegagenio descubra la subestrctura de quarks o de leptones o del espaciotiempo y cómo usarlo bien, …Las únicas alternativas reales para la colonización del Sistema Solar en este siglo son los robots, y la AI…Marte es un suicidio actualmente: la radiación, la gravedad de 3,7, el viaje, los suplementos, la magnetosfera inexistente de Marte,…Sinceramente, solamente humanos modificados (¿serían humanos?) o robots podrán ir a corto plazo allí (a no ser insisto, que alguien nos diga cómo cambiar la gravedad localmente, y apantallar muy bien la radicación durante el viaje, eso por no decir otros problemas…). Si llego a 65 y se plantea un viaje solo de ida…Para atrevidos, quizás me lo planteara…Pero eso no es fácil·….Creo que a pesar del entusiasmo de muchos, que entiendo y veo útil y necesario, también se debería ser realista del coste y de los problemas que planeta no ir a la Antártida o al Polo Norte, sino salir del Planeta Tierra por largos períodos de tiempo. Es algo fundamental para la especie por supuesto si queremos sobrevivir a escala cósmica, deberemos salir de la pecera, pero sin dominar algunas cosas dudo mucho se pueda hacer otra cosa más que mandar robots…

Cuerdas Cuerdas

Amarashiki,
gracias por tu interesantísima respuesta.

Con el fin de ser breve, porque estamos acaparando el post con mensajes muy largos,
sólo haré unos pocos comentarios:

a) Ya sabes que Lubos es una persona mercurial. Es un fiera desde el punto de vista de la física teórica, pero sus reacciones en otros ámbitos son… mejorables.
b) “Lo diré de otra forma, y me conoces bien para saber no soy antisusy pero sí no me gusta minimal susy ni minimal SSM: no tenemos pruebas de que el mundo sea supersimétrico, ni siquiera a alta energía”.
Puede que tengas razón, aunque es una conclusión un poco precipitada. De hecho, Nima (éste sí es un auténtico titán) dice todo lo contrario. Hay varias conferencias suyas en YouTube tratando ésto. Supongo que las conocerás. Tengo un par de ellas descargadas, y son muy buenas.
Yo estoy al 50% en ese tema. Te reconozco que no me atrevo a lanzarme todavía a la piscina, y que la cabeza me dice una cosa, pero el corazón otra. En éstos casos, suele ganar la cabeza, ya sabes, pero de momento no tengo la certeza suficiente para opinar de una manera u otra con absoluto conocimiento de causa.

c) Sobre la metafísica acientífica y las creencias pseudocientíficas, ahí sí estoy totalmente de acuerdo. Pretender que somos algo especial y único en un Universo estable… uffffff… huele a metafísica religiosa por los cuatro costados. Yo no soy religioso, así que esos temas me sobran.
Incluso, es verdad, grandes como Penrose y t´Hooft parece que han perdido un poquillo el tren de la objetividad. Una pena, pero ya sabes que hay gente a la que le cuesta más que a otra adaptarse a lo que dicen los datos.

d) No sé si tienes 40 o 44, pero bueno, somos prácticamente de la misma quinta. Y, como dije en mi mensaje anterior, coincido en que no veremos la colonización de Marte, y menos aún de otros lugares de la Vía Láctea. Eso se queda para las películas de George Lucas y similares. Eso sí, si decides emprender ese viaje cuando cumplas los 65… sólo puedo desearte la mejor de las suertes 😉

Kant y otros temas que tocas en tu mensaje requieren una respuesta mucho más detallada.
No sé si es posible en éste foro, pero quizás podríamos intercambiar y emails para no abusa tanto de éste mismo tema en el foro.

Un saludo.

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Cuerdas:

Haz hecho arriba un comentario fascinante que muchos teóricos de cuerdas (Especialmente Witten, Maldacena y Vafa) consideran es la pregunta de más alta categoría que nos separa de la siguiente revolución:

Maldacena: https://www.youtube.com/watch?v=L7BXSgSFXuo
Vafa: https://www.youtube.com/watch?v=tv1f2KSGkd4
Witten: https://www.quantamagazine.org/edwar...y-20171128/

Esta es la pregunta del millón: ¿Qué es el bulk?.

Hay una crítica que puede ser sorpresivamente ingenua o de profundidad devastadora hacia la teoría de cuerdas dependiendo de la manera en que se formula; desde los primeros tiempos en que se intentó cuantizar la gravedad, la expectativa es que aprenderíamos “algo” sobre la naturaleza cuántica del espaciotiempo, del principio de relatividad o el principio de equivalencia y conceptos como localidad o la “dependencia de fondo” serían encontrados fenómenos estadísticos.

¿Qué ocurrió? Se descubrió que la teoría de cuerdas (gravedad cuántica) es equivalente a una teoría de campos muy particular realizando por primera vez el principio holográfico. La mejor definición de una teoría de cuerdas que existe … es su dual holográfico (una teoría de cuerdas particular en un fondo específico).

¿Dónde están las expectativas?

La crítica puede ser ingenua porque ciertamente se ha aprendido muchísimo de la naturaleza profunda del espaciotiempo (se sabe que tiene fases no conmutativas, se puede tratar con singularidades, estudiar transiciones de topología, hay dimensiones extra, hay realización microscópica de agujeros negros etc.) pero … ¿Qué física hay entre la escala de planck y la escala de la cuerda?, ¿Qué es el espaciotiempo? …

Como insinúa Maldacena en la charla que comparto, todas las descripciones de algunas propiedades del bulk que se han aprendido recientemente (la relevancia del caos, tensor networks y corrección de errores, MERA, complejidad, hamiltonianos modulares etc.), todo se comporta sospechosamente como dualidades, los puntos fuertes de una descripción son los débiles de otra y viceversa, nunca fácil-fácil o difícil-difícil … siempre fácil-difícil o viceversa … justo como dualidades … la señal distintiva de la teoría de cuerdas 😉

¿Dónde están las cuerdas en ese intento de descripción mediante información cuántica del bulk? ¿Son las dualidades una forma de principio de equivalencia cuántico?

Esas preguntas nos separan de la siguiente revolución 🙂

Gran comentario Cuerdas

Cuerdas Cuerdas

Ramiro,
muchas gracias por tu gran comentario… ¡y por los enlaces!

Ostras, mis tres físicos teóricos favoritos. Los, para mí, más grandes. Sólo falta Nima, y ya tendría mi poker particular 🙂

He leído la entrevista a Witten y he visto el vídeo de Juan. Con Vafa me pondré el fin de semana.

Efectivamente,
“¿Qué física hay entre la escala de planck y la escala de la cuerda?, ¿Qué es el espaciotiempo? …” son las preguntas entre las preguntas. El quid de la cuestión. La meta en ésta carrera, por así decirlo.
El tema de las dualidades es clave, sí. Y resolverlas lo sería aún más, pero me parece que para eso vamos a necesitar una nueva teoría y un nuevo lenguaje. Yo mismo a veces pienso en cosas relacionadas con ésto que no sé explicar con palabras. ¡Me imagino la frustración que deben sentir éstos cracks mundiales, que están a años luz de mi nivel, ante una situación parecida!

Hay algo que me gustaría mencionar brevemente.
Tengo la ligera sospecha de que hay alguna diferencia entre el modo en que Witten ve el tema, y la manera en que lo hace Juan. Me explico.
Me parece que Juan cree que podremos llegar a solventar el problema final de qué es (y en qué consiste esa famosa “Teoría del Todo”), que hay un “algo” final (llámalo dios, super ordenador cuántico, como quieras), que genera todo nuestro espaciotiempo que, desde luego, es emergente, no fundamental.
Sin embargo, por lo que interpreto en la entrevista a Ed, él parece que tiene muchas más dudas al respecto, y no tiene ni medio claro que podamos hallar esa famosa T del T.
Me recuerda a algo que en su día dijo Hawking, que si mal no recuerdo era algo del estilo de que podríamos llegar a hallar una solución aproximada a una “Teoría Final” que permaneciera desconocida, no la teoría fundamental en sí misma. No sé si me explico.
Su idea nos lleva a una desconcertante posibilidad: que puede que ni siquiera exista esa famosa “Teoría Final”, que a lo más que podremos acceder es a una teoría aproximada (quizás la tan cacareada Teoría-M sea la mejor candidata por ahora) que sea válida en diferentes circunstancias (de ahí el tema de las dualidades), y que están de acuerdo entre ellas cuando las circunstancias se superponen.
Repito que no sé si me explico con claridad, pero a lo que me lleva ésto es a pensar que Witten y Maldacena están, en éste tema, en barcos distintos.
Lo cual es fascinante… ¡una vez más!

De todos modos, hay que seguir investigando, porque el no hacerlo, convertiría éste tema en una mera suposición religiosa, y eso sí que no es aceptable. Por eso apoyo totalmente al equipo Vafa en su ataque contra la idea KKLT de Stanford. No sólo porque me parece que su propuesta va en la dirección correcta, sino por el hecho de eliminar prposiciones/ideas que no tengan validez científica.
A mí me parece que la “selección/eliminación” de ideas erróneas es lo más gratificante que nos proporciona la ciencia.

No sé si mi idea ha quedado muy clara, puede que no…

Te digo lo mismo que a Amarashiki. Tu comentario es muy bueno y requiere una respuesta mucho más detallada, así que si hubiera alguna manera de intercambiar correos, lo podríamos hablar con más detalles para no acaparar todo en éste post del foro.

Un saludo.

Amarashiki Amarashiki

Tengo 40 (40 coma cinco años en unas semanas) terrestres, 21 años marcianos…
Veo que estáis muy hypeados. Calma. Jajaja.
Sobre el e-mail, paso de darlo en público, no quiero problemas…Pero algunos que me conocen bien lo tienen…Puedes pedírselo a ellos en privado. Pero tengo una dinámica complicada. No esperes te pueda responder en breve ni de forma detallada…
Sobre qué hay entre la escala de Planck y la de cuerdas, puede que Dbranas o puede que nada. Ciertamente puede que la escala de cuerdas sea mayor que la de Planck y haber algo entre medias…No sabemos…Y desde luego, la pregunta de las preguntas es si podemos definir el espacio-tiempo a energías mayores que la de Planck (obviamente, una mosca o tú mismo tienes energía mayor que la de Planck) pero a la vez en un espacio muy pequeño (del orden de la escala de Planck). Es ahí donde nuestras definiciones actuales carecen de sentido…O quizás antes. Fíjate que el reloj más preciso actualmente no tiene precisión del orden del tiempo de Planck (¿tendría sentido un reloj así?). Con la luz, ¿qué distancia más pequeña podemos medir? Suponemos que la longitud de Planck, ¿por debajo de esa distancia se puede medir distancia de forma coherente?
Ramiro: lo de qué es el bulk se acerque mucho a LQG, esa teoría tan denostada por algunos…Y sabes bien que lo de las dualidades no son un principio de equivalencia cuántico per se, son diccionarios más bien entre teorías…Aunque ciertamente puede verse de esa forma…A mí no me gusta…
Off-topic: me gustaría destacar que teóricos jóvenes de cuerdas (menores de 30) no hay muchos (al menos no los conozco pero no estoy actualizado). La crisis supongo y la crisis de la física teórica con el No-TeV SUSY o no more than h(125) en el LHC (de acuerdo, es algo, pero aún poco; espero que LHC a alta luminosidad saque algo…nuevo, por poco que sea; si no, creo que deberíamos apostar por los neutrinos más seriamente y un colisionador de muones).
Sobre el Bulk:
1) Puede que no tenga sentido hablar de un Bulk en el futuro…Si holografía es cierta, el volumen del espacio no es tan fundamental como el área o hipersuperficie…el Bulk y la gravedad pueden ser simplemente aspectos de campos entrelezados en cierta frontera.
2) El Bulk siempre ha tenido un halo de misterio en cuerdas, porque ellas son normalmente teorías de campos conformes, viven en una worldsheet, es solo cuando las metes en un target spacetime cuando aparecen cosas raras. La pregunta de las preguntas es, ¿Y si no hay target spacetime? Es lo que les pregunto a muchos, quizás de mala forma, cuando les digo cómo entenderemos los campos clásicos o cuánticos cuando no tengamos un espacio-tiempo como tal para definirlos,…Está la pista de Lattice QCD y los modelos de Ambjorn, o incluso más recientemente las ideas relativas a campos sobre medidas fractales y multifractales (G. Calcagni, aún espero Francis le dedique tiempo a este singular científico afincado en España eventualmente…). Y cuando no tengamos espacio-tiempo, quizás entonces podeamos entender qué pasa a las singularidades, a la radiación de Hawking cuando se evapora y algo mucho más interesante, a cómo dominar las interacciones fundamentales (dominamos EM y algo las nucleares fuertes/débiles, imaginaros cuando dominemos la gravedad cuántica o el campo de Higgs -aunque claro, hay gente dirá que es imposible; actualmente sí, en el futuro, tal vez…). Aún recuerdo como Q sugería evitar que una Luna cayera modificando G…Ciertamente, está más allá de nuestros conocimientos hoy día…

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Entiendo que el universo es asintóticamente dS, no ahora. Pero eso es suficiente para causar problemas aún en este tiempo cósmico por una razón simple:

La matriz S para teoría de cuerdas perturbativa no está bien definida, porque como usted sabe mejor que yo, para definir esta, se requieren definir estados asintóticos (o la fórmula LSZ) lo cual sólo es posible si el espaciotiempo es globalmente plano y no es este no es el caso si es asintóticamente dS. El problema es el mismo.

Y sobre el hype en el debate: Estoy de acuerdo con usted 🙂 pero esto es mucho más emocionante que otra clase de debates que hay en la sociedad y que tienen mucho más hype (como lo que tuitea Donald Trump o si tal equipo fichó a tal jugador).

Amarashiki Amarashiki

Claro que es mejor que Trump o el soccer y muuuuchos TT en twitter, jajajaja.
No asumas que yo lo sé todo…Sí sabía que la matriz S estaba mal definida para espacios curvos (aunque lo mismo algún joven logra definirla en el futuro)…
La fórmula LSZ es importante, pero me parece mucho más intrigante lo que está saliendo de las estructuras polilogarítmicas en QFT…Y es algo a los que muy muy pocos le están dedicando atención. Nima toca de lado eso con sus X-hedros. Pero el tema está ahí también, junto con a geometría combinatoria. Combinatoria de qué…
Yo creo que moriré sin saber la respuesta a la pregunta de qué es el espacio-tiempo cuántico o datos que puedan decirnos lo que es, aunque quizás pueda hacer algo para entenderlo solamente un poco a nivel elemental.
Por cierto, ¿sabéis cómo se hace para saber si los electrones o quarks son compuestos de partículas más pequeñas? 😉 ¿Cómo podríamos saber si el espacio tiempo es granular a escalas que no podemos acceder desde escalas a las que sí podemos acceder?
¿Espacio-tiempo hecho de qué?¿De campos (super)conformes?¿De partículas puntuales -volvemos a la pregunta de qué son esas partículas y si son puntuales? O las propias partículas actuales…Seguro son compuestas de forma muy sutil, me convenció recientemente ver que Fritzsch tenía un model compositeness del Higgs (y eso que decían que los modelos composite estaban muertos) y predijo 125 GeV en los 80 creo…Reverberación de un campo universal, o un apeiron por descubrir, cuya simetría se rompió hace mucho, pero que quizás podría restaurarse algún día y vivir en la Eternidad…Modo divino on…jajajaja

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Amarashiki:

Ante todo me disculpo si el siguiente comentario es de mal gusto y especulativo hasta hacerme parecer un troll o un demente.

Un comentario sobre “sabes bien que lo de las dualidades no son un principio de equivalencia cuántico per se”

No estoy seguro de saberlo, estoy parcialmente de acuerdo en que no lo son manifiestamente, pero tengo la sospecha de que son evidencia importante de que hay un principio de equivalencia cuántico operativo en la teoría de cuerdas.

No pretendo dar un argumento autoritario y escudarme tras de el, pero la idea no es mía, es algo que repetidamente insinua Vafa, Stanford, Motl y muchos grandes, Maldacena tiene charlas en donde lo dice explícitamente (Por ejemplo vea la charla de Maldacena por el aniversario 50 de la teoría de cuerdas en strings 2018 y el final de charla que compartí “Towards Wholeography”).

Tengo algunos argumentos, comparto uno ingenuo:

Gravedad es localmente equivalente a un marco de referencia acelerado, es decir: un fondo curvo es difícil de estudiar dinámicamente pero podemos anular la curvatura (localmente) por un marco dinámicamente simple, pero difícil de estudiar con otras variables; probando campos cuánticos por ejemplo (culpa del efecto Unruh). Funciona en viceversa también, un marco acelerado es difícil de estudiar con campos cuánticos porque la evolución unitaria no es manifiesta (en un vacío termal) sin embargo podemos pasar a un marco de referencia donde todo está “promediado” y es “simple” (culpa de la universalidad de la gravedad, a ella no le importan los detalles del contenido material, sólo le importa la distribución de momento-energía). Fácil-Difícil o Difícil-Fácil nunca Fácil-Fácil o Difícil-Difícil.

¿Qué hacen fundamentalmente las dualidades? algo muy parecido, pero parece funcionar para cualquier objeto “suficientemente complejo”, siempre hay un marco donde luce “simple”.

Claro, estoy bajo el enorme prejuicio de que el alma del principio de equivalencia es el remplazo de descripciones dinámicas simples/complejas por descripciones de campos complejas/simples. La cuestión es la relación observador y variables que

Confieso que lo que está detrás de mi fascinación por la teoría de cuerdas es esto; para mi su esencia es llevar el princpio de equivalencia al extremo, ya no sólo entre gravedad y dinámica si no a toda la física. Claro, suponiendo que el alma del principio sea (lo cual es infinitamente debatible) el remplazo “simple-complejo” en un sentido preciso que no entendemos.

De nuevo me disculpo por la filosofía ambigua y las especulaciones salvajes que no vienen al caso. Todo lo que quería señalar es que no es obvio (creo yo) que las dualidades no sean la huella distintiva del principio de equivalencia cuántico … o que no sean en sí mismas el princpio.

Amarashiki Amarashiki

Si cambias principio de equivalencia cuántico por PRINCIPIO DE RELATIVIDAD NUEVA, estoy de acuerdo entonces, de hecho el señor Preskill tuvo un tweet sobre una nueva relatividad que otros venimos propugnando desde nuestra era de estudiantes (por cierto, puse el tweet de Preskill en las slides de mi charla en Eslovenia, pero supongo todo el mundo cree que estoy rematadamente loco, uizás lo esté y no pido tener razón, eso es para el experimento, pero me niego a estudiar solamente lo que hacen otros, tengo mis propias vías aunque sean no estándar y solitarias), pero la vida es dura y si no publicas está jodido en el mundo teórico (al menos tengo mi blog, pero …eso no cuenta a nivel serio ¿verdad?).

Todas las grandes ideas últimamente (y digo desde la invención de SUSY) pasan por duplicar algo: las variables espacio (phase-spacetime), las constantes de acoplo (monopolos y diones), supersimetría,…Está claro que faltan variables para entender el Universo (curioso, que necesitamos varialbes o campos ocultos/oscuros para entender la gravedad y la unificación,…¿y el entrelazamiento?).

Y otra cosa más sutil…La gente que CREE que el espacio-tiempo es fundamental, áun la hay, olvida cosas…Pero algo aprendí hace ya tiempo y te lo regalo a ti, cuando hice el post del absement y otras variables…La clave es D. ¿D? Sí, el cálculo…O el álgebra del cálculo, toda la geometría está basada en definiciones de los operadores “diferencial e integral”…Una nueva geometría, incluso discreta o pseudodiscreta, llevará a entender el cálculo desde un punto de vista corpurscular (o a una versión dual)…En principio, podrías definir toda la Mecánica clásica si referencia a la posición, si partieras del Absement como variable fundamental, o usar cualquier otra variante de D( de hecho hay gente que lo ha hecho en otros campos, pero en física teórica no se da el salto a la deformación de forma trivial, lol,…)…O de cualquier otra variable, incluso podrías usar una derivada fractal o una diferentigral. Ahora bien, esos operadores en términos discretos son mucho más interesantes, pero no están bien definidos si no introduces algo más, y su estructura también depende de la naturaleza del tipo de número al que aplica (nota cómo cambia la regla de diferenciación e integración con grassmann variables, Berezin!!!!!).

A lo que dices del efecto Unruh, te haré una pregunta singular, que no he visto respondida…¿Vale la fórmula de la temperatura de Unruh para observadores que no tengan aceleración constante, y sea fluctuante? ¿Existe tal generalización? La clave de lo que tengo en mente, es algo que ya conoce la teoría de cuerdas: un fondo muy curvado implica una estructura y correlaciones de los campos muy sui generis, que quizás se podría intentar captar mediante otras variables, esto es, …Haré un ejemplo con un pensamiento: de igual forma que los agujeros negros parecen, según el tipo, comportarse como ciertos superconductores o de forma análoga, quizás debemos entender las estructuras de las correlaciones de los campos muy interactuantes con algún nuevo formalismo más general…De hecho, siempre he sospechado que en superconductividad, el fallo de la teoría BCS en algunos conductores se debe a las correlaciones y a la forma en la que interactúan los campos de la red cristalina (los átomos de la red) con los electrones en los diferentes orbitales que producen pares de Cooper. Pero nunca estudié demasiada teoría de materia condensada, quizás lo haga en el futuro…Las estructuras de dualidad en teoría de cuerdas me recuerdan mucho a una estructura con cierto orden…Topológico…Pero no tengo tanto tiempo para estudiar ahora…Volviendo a Unruh, tal vez, en espacios altamente curvados, la fórmula de Unruh recibe correcciones porque no es la aceleración la variable fundamental…¿Tal vez el jerk u otra cosa? Ahí lo dejo…

El principio, el arjé, el taiji (por cierto hay un libro muy freak en WS titulado Taiji relativity de unos chinos que leí hace años siendo estudiante y aún recuerdo por lo pretencioso y ridículo que era, aunque no en alguna cosa filosófica,…).
Ya sabes que estamos en confianza, si quieres llamar principio de equivalencia cuántico a la maraña de dualidades que hay en string theory/m-theory, no hay problema…Yo creo que es una nueva relatividad, pero de un tipo no conocido hasta ahora porque nos llevará a proponer algo que avanzaron otros antes, pero que hasta ahora nadie se ha atrevido: poner el concepto de número y “relación” por delante del de “campo e información”. ¿Qué son si no los campos y la información sino cierta forma de dar unos arrays de números, de cierta longitud?

Las interacciones fundamentales son realmente (multidi)grafos infinitos coloreados y que tienen una amplitud,…Si lo extrapolas a la gravedad, ésta es cierto color y cierto tipo de grafo (realmente grafos o multigrafos con orientación o no, multidigrafos…). Todo lo demás son relaciones functoriales entre las variables que elijas por contexto y relevantes en el experimento. No habrá una única definición de “espacio” y “tiempo” (de hecho puede haber tantos tiempos y espacios como te permita cierto tiempo de entrelazamiento; el entrelazamiento mide el tipo de estado gravitacional…De hecho tú tienes tu tiempo local, y yo el mío, y aunque estamos inmersos en la misma variedad -la Tierra- puede haber correlaciones y terremotos más salvajes ahí que donde estoy, por lo que la torsión y otros campos sean necesario para describir la gravedad localmente).

Por supuesto, todo esto es especulativo lo que te digo, pero como tú has entrado al trapo de tus opiniones, yo te doy la mía (sin dar detalles que quiero publicar en el futuro…Aún no sé cómo)…

Amarashiki Amarashiki

¿Tiene sentido una singularidad espacio-tiempo si NO hay espacio-tiempo, ni espacio ni tiempo?
¿Tiene sentido una energía del “vacío”, una quintaesencia, si no hay un espacio-tiempo background? ¿Tiene sentido una constante cosmológica si NO hay una métrica del espacio-tiempo? O más aún, ¿tiene sentido una constante cosmológica/quintaesencia variable si no hay NI espacio NI tiempo?
¿Se puede definir energía e información o dimensión sin referencia a un espacio-tiempo?
¿Se puede definir un campo (clásico o cuántico) sin referencia a un espacio-tiempo?
Y si no hay un espacio-tiempo realmente, ¿qué pasó en lo que interpretamos como origen del espacio y el tiempo, el Big Bang tradicional vaya?

Cuerdas Cuerdas

Amarashiki,
gracias por tus últimos mensajes.
Ostras, tocas tantos temas distintos, que ésto da para varios libros 🙂

Recibido lo del email. Y entendido, hoy en día hay mucho capullo por internet. En fin, si Francis o alguien que tenga acceso a esos datos me lo quiere mandar, bienvenido sea. O que te den el mío a tí, no hay problema.
Yo ahora estoy pasando unos días en Madrid para ver a mi madre y a mis amigos, pero para el 23 o así, me vuelvo a ir, y mi conexión a internet será bastante mala, pero en fin, es lo que hay.

Me ha quedado una duda en uno de tus comentarios. ¿No te gustan las dualidades de la TC, o no te gusta la teoría de LQG?

Sobre el bulk y la gravedad, la pregunta podría ser si es la gravedad algo emergente, o si puede ser descrita independientemente como una teoría de gravedad cuántica. Pues no lo sé, pero me inclino a pensar lo segundo.

Estoy de acuerdo en que dominar la gravedad cuántica o el campo de Higgs, no lo veremos ni de coña. Los de nuestra generación al menos.

Sobre los teóricos de cuerdas jóvenes, yo leo algo de lo que sacan Douglas Stanford, Daniel Harlow, Xi Yin o Xiaolang Qi. Sólo entiendo algunas de las cosas que dicen, pero de los de la nueva generación, parecen los más prometedores. Aunque debo decir, aún a riesgo de ser un poco atrevido, que me parece que no van a llegar al nivel de los Witten, Vafa y cía. Es una intuición en la que me baso viendo cómo todos los niveles educativos han ido descendiendo paulatinamente en los últimos 20 o 30 años.
Hay una chica de nombre Sabrina González-Pasterski, que está estudiando el doctorado en Harvard con Andy Strominger y que parece que es una auténtica fuera de serie. Pero ni siquiera sé si se decidirá por la T de C o por otra cosa.

Totalmente de acuerdo con Ramiro y contigo en lo del fútbol y Trump. Sí, ésto es infinitamente mejor, más interesante, más entretenido y hasta más sano para nuestra salud cerebral 😉

Sobre Nima y sus “hedros”, ya he puesto en un mensaje anterior que, en mi opinión, va por el camino correcto. Es más, creo que el próximo físico teórico en romper/reajustar algunas de las reglas a las que estamos acostumbrados ahora, será él.
Fascinante su presentación en internet titulada “Inside the walls of positive geometry: the space of consistent QFT´s”, con tres estudiantes de Taiwan.

Y con respecto a las preguntas de tu último mensaje:
“¿Tiene sentido una singularidad espacio-tiempo si NO hay espacio-tiempo, ni espacio ni tiempo?
¿Tiene sentido una energía del “vacío”, una quintaesencia, si no hay un espacio-tiempo background? ¿Tiene sentido una constante cosmológica si NO hay una métrica del espacio-tiempo? O más aún, ¿tiene sentido una constante cosmológica/quintaesencia variable si no hay NI espacio NI tiempo?
¿Se puede definir energía e información o dimensión sin referencia a un espacio-tiempo?
¿Se puede definir un campo (clásico o cuántico) sin referencia a un espacio-tiempo?
Y si no hay un espacio-tiempo realmente, ¿qué pasó en lo que interpretamos como origen del espacio y el tiempo, el Big Bang tradicional vaya?”

Precismante, sobre ésto es sobre lo que ahora mismo estoy investigando todas las horas del día que puedo.
De alguna manera intentaré hacer llegar mi respuesta al menos a alguna de ellas antes de que me vuelva a marchar.
No sé si en éste mismo post (ya será antiguo), o de otra forma, pero las expresaré de algún modo.

Y gracias de nuevo por tus mensajes. Con los que se están publicando de éste post, (Ramiro, Planck, tú, etc…) estoy aprendiendo un montón.

Un saludo.

Amarashiki Amarashiki

No me gusta la idea de dualidades como principio de equivalencia cuántico, pero sí como que hay detrás un grupo de simetría no trivial, y por tanto, una nueva relatividad jugando con las limitadas mentes de todos los memes y memos que somos físicos teóricos o lo hemos intentado y seguimos intentando (de forma limitada por “perturbaciones varias”…). Como le dije a Ramiro, si por equivalencias entiendes simetrías, entonces estamos de acuerdo. El principio de equivalencia de Einstein no es en sí mismo la covarianza general ni el grupo de difeomorfismos, pero supongo que sí se puede decir está ligado o emparentando a él (ojo, hay varias definiciones de principio de equivalencia, como hay diferencias formas de dualidades, por eso aunque sé lo que dice Ramiro en el fondo, no es exactamente lo mismo aunque para eso supongo haría falta una charla viva y saber si es lo mismo o no, pero dicho de otra forma).

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Amarashiki:

No tengo certezas con esto que digo y no tengo muchos físicos con quienes discutirlo, así que aprecio mucho su comentario, me siento en confianza, su desacuerdo me revela que es sincero (mucho más interesante) y la crítica me ayuda a tener más cuidado con lo que digo.

Estoy pensando con respeto y cuidado su pregunta sobre el efecto Unruh, aún no veo porque habría de ser particularmente relevante, a primera impresión, yo diría que vale aún en ese caso. Localmente puede pensar en la radición Unruh para un observador con aceleración “a” como la radiación Hawking que mide un observador estático en un fondo con un agujero negro de radio el inverso de “a” (repito: sólo localmente), un decremento súbito en el radio de “a” a “b” del agujero negro sólo se puede dar si se fragmenta en dos agujeros negros uno de los cuales tendrá radio “b” (más precisamente: si un punto en el horizonte del agujero negro tiene una perturbación espontánea y muy grande). Yo diría que la ecuación de Hawking (T=k donde “T” es temperatura y “k” gravedad superficial salvo un factor de (2pi)^-1) funciona, pero ahora hay que promediar como ensemble la temperatura de la radiación de los dos agujeros (o agujero de tamaño “b” perturbado). Y este experimento es moralmente equivalente a un cambio súbito de aceleración. No veo razón para pensar que la fórmula deje de ser válida.

Pero prometo pensar con más cuidado. Seguro hay algo gordo que se me escapa.

planck planck

¿De que está hecho el espacio-tiempo? El que la ciencia actual sea capaz siquiera de aspirar a responder esta cuestión es algo absolutamente increíble (mientras tanto otros se dedican a perseguir a la hija de la Pantoja o a debatir cual es el estilismo ideal para el verano 🙂 Añado unos comentarios siguiendo con las trascendentales preguntas de Amarashiki, Ramiro y Cuerdas: Witten mostró ya hace años que un espacio-tiempo plano de 5 dimensiones con una dimensión enrrollada en un círculo (y con SUSY rota) es inestable: este decae por efecto tunel hasta una “burbuja de nada”. Esta burbuja ¡ no contiene espacio-tiempo ni nungún campo cuántico! ¡no esta hecha de nada ! Aunque este Universo sea diferente al nuestro parece indicar que el espacio-tiempo está hecho de algo, sin embargo, si miramos lo que sucede en la CFT dual de estos espacio-tiempos con “burbujas de nada” vemos que esta “solamente” ha sufrido un cambio de fase, es decir, la aparición (desaparición en este caso) del espacio-tiempo parece ligada a un punto crítico en la teoría dual. ¿Como hay que interpretar esto? De alguna forma la interrupción de cierto “orden subyacente” de la teoría dual “destruye” el espacio-tiempo. Por otro lado, solo las CFTs que cumplen ciertos criterios pueden tener un espacio-tiempo AdS dual, es decir, gran cantidad del espectro de posibles CFT no tienen un “espacio-tiempo asociado”. El entrelazamiento cuántico tiene que jugar un papel importante: la dimensión extra en AdS parece surgir cuando añadimos muchos campos cuánticos (cuando N tiende a infinito y c es grande) es como si las funciones de onda se superpusieran (se entrelazaran) dispersandóse y produciendo de forma efectiva un nuevo grado de libertad, es decir, la emergencia de una nueva dimensión espacial. Desde este punto de vista el espacio-tiempo sería una especie de superposición de funciones de onda.
Por último hay que recordar que cerca de la escala de Planck la propia geometría comienzaría a “oscilar”, el espacio-tiempo sería una superposición de diferentes geometrias cuya interferencia crea de forma “emergente” el espacio-tiempo que vemos a escala macroscópica. Por ello, a estas escalas, necesaríamos tener en cuenta todas las posibles geometrías “permitidas” por una configuración dada. El espacio-tiempo sería una especie de media estadística de todas las posibles geometrias. Quizás, como bien se dijo en comentarios anteriores necesitamos ampliar nuestra concepción de geometría… Yo no se si veremos la respuesta a estos interrogantes en mi periodo de vida (yo ya tengo 45) lo que si que está claro es que el camino hacia las respuestas será fascinante.

Cuerdas Cuerdas

Planck,
efectivamente, la gente en España está, en muchos casos, entretenida en una serie de gilipolleces de marca mayor. El fútbol y los programas basura son dos ejemplos clarísimos de ello.
Explicas muy bien, a mi entender, el tema de que la propia geometría comenzaría a oscilar en las circunstancias y condiciones que mencionas.
De hecho, ese es uno de los puntos fuertes de la demostración de Witten de la que hablas al principio de tu post y que, de hecho, ha llevado a Nima a sus ideas sobre el amplituhedro y esa nueva colección de “hedros” que está a punto de publicar de manera oficial.

Parte de lo que has comentado en este post era algo que iba a mencionar mañana, así que gracias por haberme ahorrado, y haberlo escrito mejor que yo, el trabajo de hacerlo 😉

El tema del entrelazamiento cuántico es lo que ocupa ahora a Maldacena, Susskind o incluso a Stanford en un alto % de su tiempo.
Ni que decir tiene que a Van Raamsdonk y Zeilinger no los deja ni dormir… y hasta Brian Greene está últimamente mencionándolo mucho. Por cierto, que éste último publicará, a finales del año que viene, un nuevo libro.
Seguro que será tan didáctico y se venderá tan bien como sus anteriores.

Y ya dando un paso más, el tema de la computación cuántica… ni te cuento.
Echa un ojo a ésto:
https://pitp.ias.edu/program-schedule-2018

Por último, y tras haber leído otra vez la entrevista a Witten de hace unos meses que Ramiro ha colgado antes, y comparando con lo que escribí en el primero de mis comentarios de anteayer jueves, creo que lo que quise expresar en mi idea es lo mismo que dice Witten en la entrevista (salvando las distancias, lógicamente…), y que esa posible oscilación de las geometrías es lo que hace que no haya una única Toría del Todo que pueda definir, de modo cuántico, la naturaleza del espaciotiempo. ¿Podrían ser esas “oscilaciones” la capa borrosa a la que se refiere?
Así que muchas gracias por la “ayuda” 😉

¿45? De mi quinta…

Y sí, el camino será fascinante, absolutamente fascinante.

Un saludo.

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Planck:

Estoy muy de acuerdo con enfatizar el rol del entrelazamiento cuántico 🙂

ER=EPR, la dependencia de estado y el legendario experimento mental de Van Ramnsdonk que es la evidencia de la dualidad Entrelazamiento(CFT)/Pegamento(Bulk) y cosas por el estilo, son tremendamente emocionantes y al pesar de ser mainstrem estamos lejos de entender su esencia y su rango de aplicabilidad.

Nos esperan tiempos fascinantes 🙂

p.d. Y venga no seaís tan pesimistas (Amarashiki.Planck y Cuerdas), hay muchas mentes maravillosas pensando en estas cosas y esto de “las revoluciones” no es un proceso Markoviano (XD), es más parecido a la teoría de catastrofes: Imposible determinar cuando ocurren, llegan súbitamente y una vez que ocurre una de suficiente magnitud, se olvida cualquier evento anterior 😉

Amarashiki Amarashiki

Correcto, es teoría de catástrofes…Como lo es que parece se ha diezmado algo la población de pensadores notables (de filósofos mejor no hablo, a pesar de que los necesitamos) jóvenes…Al menos en ciertos entorno,…No sé si será cierto lo de que hay menos gente con alto IQ ahora, eso asusta, porque entonces es más probable que lleguen inútiles al poder (off-topic: ¿la llegada al poder de políticos poco inteligentes es una prueba de que la gente es cada vez menos inteligente? Sí, lo sé, es una pregunta estúpida…).
Evolución, devolución, evolución…El siguiente gran salto…Es necesario, la humanidad necesita avances,…

Amarashiki Amarashiki

Las oscilaciones de la geometría han sido tratadas por varios autores antes, pero no solamente con la geometría, sino también con la topología. Una teoría cuántica del espacio-tiempo llevará a considerar que la geometría o la teoría hace que el vacío y sus sustrato corpuscular produzca diferentes estados y tipos de geometría. Personalmente, es lo que veo…Puesto que en el fondo, uno podría entender que hay varias “geometrías” (vale, en el fondo es YM pero cambia de tipo) incluso con el SM only. Las oscilaciones de la geometría harán que nuestra forma de ver la topología y la signatura incluso del Universo sea algo dependiente de la escala o las variables que usemos. Creo que va por ahí el asunto, … Un principio de equivalencia cuántico se sale de las dualidades, y creo tiene que ver con una cosa muy distinta que ha pasado desapercibida para muchos. Yo intenté en vano explicárselo a un profesor en mis años de estudiante, pero razonaba él en círculos, que hay un valor de g para el que no tiene sentido hablar incluso en General Relativity (la gente dirá que GR vale en cualquier regimen de aceleraciones, pero no es verdad porque el propio principio de equivalencia einsteniano no dice ese, solamente que hay equivalencia local entre aceleración y gravitación, no global por las fuerzas tidales o de marea). No puedo pedirle a todo el mundo supongo que conociera los trabajos de Caianiello et al. y otros referente a aceleraciones máximas (MOND va al dual, a que hay una aceleración mínima; yo presenté algo como esto de forma independiente hace un par de años en una charla -que conste es especulativo al máximo, pero no creo que se entienda pero creo es testable en el futuro-, pero estoy solo y veremos si sano para desarrollarla -solo-, estos 2 años últimos han sido delicados a nivel de salud física y mental aunque he logrado estabilizar el trabajo de profesor de IES, pero a un precio de dejar de lado casi cualquier otra cosa estos últimos meses; 40 años y medio, no 45 tengo, pero no estamos lejanos en el tiempo, jajajaja).
Yo hablé del tema de las oscilaciones de la geometría con mucha gente en tiempos de estudiante, pero no con profesores. La oscilación de la geometría (signatura) o la topología (en cuerdas y branas), parecen sugerir que hay algo más que se nos escapa. ¿Es el entrelazamiento?¿De qué? De hecho, no tanto un principio de equivalencia cuántico, a eso me refería que no me gustaba, sino que las dualidades son como un diccionario…Te haré una analogía con la Química: hay varias formas resonantes de algunas moléculas, pero la estructura real de la molécula es una especie de superposición de ellas. Ahora bien, clásicamente, la geometría no funciona estadísticamente…Quiero decir, no hay una forma estadística (hasta donde yo sé, quizás bueno la haya con lo de Fisher information approach pero hace tiempo no sigo ese camino) de sacar los axiomas de la geometría euclídea o de Lobachevski pero no hay, o al menos no lo tengo claro, qué sentido tendría una geometría “in between” euclídea o Lobachevski. Si uso el esquema mental de que una teoría tiene un diagrama de fases y diferentes fases o geometrías, ¿qué sería una geometría de un líquido? Y ojo, … No sé si te percatas de que si en el fondo al final la estructura es espinorial, twistorial o versiones hiper(super) de estos, al final la geometría sería un tipo de materia o agregado muy particular…En el fondo eso subyace al approach de los modelos análogos de espacio-tiempo. A lo mejor, estamos fallando en describir cuánticamente el espacio-tiempo porque no tenemos un modelo de “materia” (energía) adecuado (de hecho ese problema lo tienes por ejemplo en la métrica de Kerr si intentas modelar el interior para simulaciones numéricas de agujeros negros rotatorios que se necesitan para diversos propósitos). Y esto de nuevo, nos lleva a retomar la definición de materia que enseñamos en la escuela (algo que tiene masa y ocupa un volumen, que es un poco impreciso ya en régimenes relativistas porque masa es energía, así que la diferencia es que hay que definir una masa de forma invariante). Eso sí, 100% de acuerdo en que ahora no hay gente tan buena como antes, los tipos de inteligencia han cambiado, y lo mismo tenemos que esperar años hasta que alguien (joven o no tanto) dé con una idea que haga tambalearse los cimientos de la propia Física y las Matemáticas.
Comentario: la matemática tropical y su pariente p-ádica será también un elemento que creo se podrá usar en su momento mejor que ahora.
Comentario (II): M-theory se podría acabar formulando como una teoría en la que las fluctuaciones de las dimensiones enrolladas da lugar a diferentes grados de libertad, pero el asunto de que no sepamos cuantizar membranas y dé un espectro razonable es algo delicado aún en estos tiempos.
Comentario (III): las dimensiones observables del espacio-tiempo son 4 de forma bastante obvia. Si aprendiéramos a modificar esas dimensiones, en principio, se podría modificar la constante de gravitación universal por el mismo mecanismo (pero en dirección contraria) que la reducción KK. La gravedad es débil porque vivimos en 4D, en 5D o más dimensiones sería más fuerte, de la misma forma que la compactificación hace que la gravedad sea débil…Así que si fuésemos capaces (ignoro cómo) de crear una dimensión nueva podríamos aumentar el valor de G localmente, y así tener gravedad artificial…Ahora, no me preguntéis si eso es posible de alguna forma…Eso, para los autores de Sci-Fi o para algún experimental genio que lo descubra: lo llamaría el inductor gravitacional (bueno, en el fondo, eso ya lo hizo el padre de Bulma, ¿no? Deberemos preguntar a Toriyama…).
Planck, lo de las burbujas de nada o de vacío, he oido hablar de ellas, pero si pones alguna referencia te lo agradecería…Para algún rato en el que necesite animarme un poco…

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Amarashiki:

Pero como bien recuerda; Greene,Strominger,Plesser, Morrison, Witten etc. ya estudiaron esas transiciones entre topologías con éxito en la teoría de cuerdas (el libro “el universo elegante” de Greene). La clave del éxito resulta en que las dualidades permiten un paso suave entre topologías, producen un diccionario entre funciones de correlación para observadores que observan diferentes geometrías y permiten tratar el espaciotiempo como cuántico (digamos superposiciones de geometrías con pesos) dicho de forma vaga, eso es “Mirror symmetry”.

En la charla de Vafa “The missing corner”, se explica como las dualidades permiten definir geometría cuántica, superponer geometrías, sumar por todas ellas y definir de forma precisa “espuma cuántica” además de recuperar la geometría a la escala de la cuerda de forma consistente y la explicación microscópica el famoso vínculo gravedad-termodinámica de Jacobson 🙂 en el contexto de la teoría topológica.

Vale cada segundo invertido.

Amarashiki Amarashiki

Lado negativo (por cierto, Plesser ha sobrevivido también dando clases de Astronomía, eso dice mucho de cómo está el terreno cuerdístico hoy día para los humanistas no trepas, hablé por videoconferencia no hace mucho con él, casi tras lo de COHERENT): esas transiciones (ah, qué arrogancia la juventud pensar que toda la belleza es real) tienen muchas complicaciones y no son realistas en los backgrounds realmente interesantes. Los correladores que mencionas solo se conocen para ciertas clases de teorías de la misma forma en que algunas cosas supersimétricas en agujeros negros no valen para agujeros negros no “naturalmente supersimétricos” (otra pista para pensar que hay SUSY no estándar que la gente no está mirando bien es que los agujeros de Kerr tienen supersimetría exótica, de un tipo especial, como también algunas teorías de supergravedad tienen supersimetrías exóticas, como bien menciona Zanelli en algunas de sus charlas)…
Tela con el vínculo gravedad termodinámica, pero eso es más universal…Vale con entropías de distintio tipo y hasta con superestadística (como han hecho algunos de tus paisanos en Mexico), eso ya no es problema…Es la interpretación o más aún la demostración de qué tipo de termodinámica sea la correcta…Seguimos de momento usando Shannon, y Boltzmann, ya usaremos cada vez más otras como la de Kaniadakis en el futuro, de eso también estoy seguro…

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

Estoy de acuerdo en que esta clase de avances son particulares a ciertos fondos y en el caso de agujeros negros restringidos a tipos particulares que o son BPS o no están evaporando (agujeros grandes en equilibrio térmico con su radiación en AdS). De acuerdo también en que la espuma cuántica que menciono es un subsector de la teoría completa.

Sin embargo creo que por ello el motivo de esta entrada es importante 🙂 , es un peldaño en la pregunta más general: ¿Podemos trabajar en otros fondos?, ¿Se puede reducir el monto de supersimetría?, ¿Qué es un observable en gravedad cuántica?. Además de que la existencia de una “espuma cuántica” en una versión truncada de la teoría, sugiere que pudiera haber una manera de extender las ideas a la teoría completa, los modelos de juguete son importantes y a mi me parece muy valioso tener un ejemplo (¿El único?) donde la idea de Wheeler es realizada de manera precisa y funcional.

p.d. Lamento mucho leer lo de Plesser, siento admiración profunda por los pocos trabajos con los que estoy familiarizado, ahora está muy olvidado el aspecto “dinámico” de las dualidades, siempre me ha fascinado como Grenee pudo contar una historia tan técnica y sutil como lo son las transiciones de topología y resolución de singularidades en teoría de cuerdas y hacer con ella un “best seller”.

Saludos

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