Supongo que la pregunta se relaciona con una síntesis de la relatividad general con la mecánica cuántica / teoría del campo en lugar de la relatividad especial.
La investigación sin fin, que involucra a algunos de los físicos más ilustres de los últimos 70 años, se ha dedicado a combinar la relatividad general y la teoría cuántica para producir una teoría de la gravedad cuántica que, esperaba, conduciría a una teoría de todo (un TOE como se refiere cariñosamente por los físicos teóricos). Se han investigado muchos enfoques y no pretendo enumerarlos todos, pero algunos de los más conocidos son:
- Teoría de cuerdas y sus descendientes directos:
- Supercuerdas
- D-branes y M-teoría (toda la rabia actualmente)
- Gravedad cuántica de bucles (originada por las redes de espín de Penrose y popularizada por Rovelli y Smolin)
- Gravedad cuántica canónica (variables de Ashtekar)
- Dinámica de la forma (menos conocida pero con un enfoque muy machista. A Einstein probablemente le hubiera gustado)
Hasta la fecha, ninguna de estas teorías ha tenido mucho éxito: no se ha producido una teoría real de la gravedad cuántica internamente consistente y no se han producido resultados que puedan ser probados de manera experimental. Yo también soy un (ex) teórico de cuerdas. Estaba enamorado de la premisa básica de la “cuerda”. Pero después de mucho trabajo y pensamiento, llegué a la conclusión de que la teoría de cuerdas (y sus variantes modernas) es una hermosa idea que la Naturaleza eligió no explotar.
- ¿Cuál es la fuente matemática del enredo cuántico?
- ¿Se puede modelar una computadora cuántica en una computadora estándar?
- ¿Es D-Wave 2X la computadora más rápida del mundo?
- ¿Cómo poner un bit cuántico en una superposición le permite hacer varios cálculos en paralelo?
- ¿Cómo puede hacer que los datos retengan una partícula de fotón (luz) eliminando la necesidad de hardware y sistemas de big data?
En mi humilde opinión, el progreso real en casar los dos grandes pilares de la física moderna que son la teoría cuántica y la relatividad, solo se logrará una vez que alcancemos una mejor comprensión de algunos problemas más básicos (y aparentemente no relacionados):
A. La interpretación de la mecánica cuántica. Hace una década, me habría reído de una sala de conferencias por atreverme a hablar de la interpretación de la mecánica cuántica y mucho menos su importancia. Las cosas han cambiado desde entonces. Las múltiples fallas que los físicos han encontrado en la gravedad cuántica los han despertado al hecho de que la teoría cuántica, por impresionante que sea, seguirá siendo un castillo de naipes hasta que comprendamos lo que realmente significa en lugar de simplemente cómo se puede usar.
B. La flecha del tiempo. Durante un par de siglos, la gente ha considerado la explicación probabilística de Boltzmann de la segunda ley de la termodinámica como la última palabra sobre el tema. El problema es que la probabilidad no se deriva de los supuestos de Boltzmann, sino que se inyecta en ella y conduce a una cuasi-tautología. Con la reducción del estado mecánico cuántico y las cosas raras que tienden a ocurrir con los agujeros negros, muchos se preguntan si las ecuaciones fundamentales de la física deberían ser reversibles en el tiempo y qué implicaría una irreversibilidad fundamental para el resto del edificio de la física.
Cualquiera de los puntos anteriores, si se resuelve, conducirá a un enfoque radicalmente diferente de la gravedad cuántica. Pero aún no hemos llegado.
