Una nueva teoría puede explicar todos los fenómenos físicos a cualquier escala del universo

Por primera vez, ha surgido una ecuación que vincula el cosmos a gran escala y el diminuto mundo cuántico.

Los físicos han creado por primera vez una estructura matemática que demuestra que la teoría general de la relatividad de Einstein es coherente con la física cuántica. Publicada en Astroparticle Physics , esta nueva teoría tiene el potencial de desafiar suposiciones de larga data en física y transformar nuestra comprensión del universo.

La teoría general de la relatividad de Einstein explica cómo funciona la gravedad. Dice que los objetos masivos curvan el tejido del espacio y el tiempo que los rodea. Y cuanto más masivo es un objeto, más se siente su influencia gravitatoria. De hecho, la teoría de la relatividad describe cómo funciona el universo a gran escala.

La física cuántica estudia el comportamiento de las partículas fundamentales más diminutas que componen el universo. En particular, estudia cómo las partículas pueden existir en múltiples estados o ubicaciones a la vez antes de que los científicos las midan. Este extraño comportamiento solo ocurre en partículas, no en objetos grandes.

Para describir completamente la naturaleza del Universo, es necesario combinar la teoría general de la relatividad de Einstein y la física cuántica. Pero estas dos teorías describen el Universo de manera diferente, por lo que aún no ha sido posible crear una denominada teoría del todo.

Los intentos de reconciliar las dos teorías han producido resultados contradictorios, lo que dificulta combinarlas en un único marco que describa tanto el cosmos a gran escala como el diminuto mundo cuántico.

Por ejemplo, la relatividad general y la física cuántica no funcionan juntas cuando se trata de describir los agujeros negros. La teoría de Einstein dice que el núcleo de un agujero negro es infinitamente denso, mientras que la física cuántica sugiere que tales infinitudes no pueden existir.

Es necesario unificar las principales teorías de la física para que el universo pueda describirse simultáneamente en todas las escalas. Esto es importante porque muchos objetos o fenómenos, como los agujeros negros o el Big Bang, son probablemente el resultado de condiciones en las que tanto la física cuántica como la relatividad general desempeñaron un papel. Sin unificar las dos teorías, es imposible comprender plenamente la base fundamental de, por ejemplo, la gravedad cuántica.

Para conciliar las dos teorías irreconciliables, los físicos crearon un marco matemático que, según dijeron, redefinió la masa y la carga de partículas fundamentales llamadas leptones en términos de interacciones entre la energía del campo y la curvatura del espacio-tiempo.

Los físicos dicen haber demostrado que la ecuación de campo de Einstein de la relatividad general es en realidad una ecuación mecánico cuántica relativista.

Los autores del estudio señalan que la ecuación que crearon es covariante en el espacio-tiempo e invariante respecto de cualquier escala de Planck. Por lo tanto, las constantes del Universo se pueden reducir a sólo dos magnitudes: la longitud de Planck y el tiempo de Planck.

Por lo tanto, la teoría de los físicos puede explicar todos los fenómenos físicos a cualquier escala en el Universo. Los científicos afirman que su teoría puede cambiar la comprensión del Universo.