Estado de Hartle-Hawking
El estado de
Hartle-Hawking, cuyo nombre proviene de los físicos teóricos James
Hartle y Stephen Hawking, es una propuesta de física
teórica y cosmología cuántica sobre el estado del universo
antes de la época de Planck. El estado de Hartle-Hawking es
esencialmente una propuesta sin límites, además en este modelo cuando se inició
el Big Bang el tiempo no existía, es decir, que no
había tiempo antes del Big Bang porque el tiempo no existía
antes de la formación del espacio-tiempo asociado con el Big Bang y
la posterior expansión del universo en el espacio y el tiempo.
Hartle y Hawking
sugieren que si pudiéramos viajar atrás en el tiempo hacia el
principio del universo, notaríamos estar muy cerca de lo que podría haber sido
el principio, el tiempo da paso al espacio de manera que en principio habría
sólo espacio y ningún tiempo. Los comienzos son entidades que tienen que ver
con el tiempo. Dado que el tiempo no existía antes del Big Bang, el
concepto de un principio del universo no tiene sentido. De acuerdo con la
propuesta de Hartle-Hawking, el universo no tiene origen como nosotros lo
entendemos, el universo era como singularidad tanto en el espacio y el tiempo
pre-Big Bang. Así, el estado de Hartle-Hawking universo no tiene principio,
pero no es el universo en estado estacionario de Hoyle, sino que simplemente no
tiene límites iniciales en el tiempo ni el espacio.
El estado Hartle-Hawking es la función de onda del Universo (una noción destinada a averiguar cómo se inició el Universo- que se calcula a partir de la integral de caminos de Richard Feynman. Más precisamente, se trata de un hipotético vector en el espacio de Hilbert de una teoría de la gravedad cuántica que describe esta función onda (ver Gravedad cuántica euclídea).
Es una función del tensor métrico definido en una superficie compacta (D-1)-dimensional, el Universo, donde D es la dimensión del espacio-tiempo. La forma precisa del estado de Hartle-Hawking es la integral de caminos sobre todas las geometrías D-dimensionales que tienen la métrica requerida inducida en su límite. De acuerdo con la teoría de tiempo se separaron de estado tridimensional, tal como conocemos el tiempo ahora, después de que el Universo estaba en la edad del tiempo de Planck. Una función de onda del universo se puede demostrar que satisfacen la ecuación de Wheeler-DeWitt.
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Gravedad cuántica
La gravedad cuántica es el campo de la física teórica que procura unificar la teoría cuántica de campos, que describe tres de las fuerzas fundamentales de la naturaleza, con la relatividad general, la teoría de la cuarta fuerza fundamental: la gravedad. La meta es lograr establecer una base matemática unificada que describa el comportamiento de todas las fuerzas de la Naturaleza, conocida como la teoría del campo unificado.
Introducción
Una teoría cuántica de la gravedad debe generalizar dos teorías de supuestos y formulación radicalmente diferentes:
- La teoría cuántica de campos, que es una teoría no determinista (determinismo científico) sobre campos de partículas asentados en el espacio-tiempo plano de la relatividad especial (métrica de Minkowski) que no es afectado en su geometría por el momento lineal de las partículas.
- La teoría de la relatividad general que es una teoría determinista que modela la gravedad como curvatura dentro de un espacio-tiempo que cambia con el movimiento de la materia y densidades energéticas.
Teorías gauge[editar]
Las maneras más obvias de combinar mecánica cuántica y relatividad general, sin usar teorías de gauge, tales como tratar la gravedad como simplemente otro campo de partículas, conducen rápidamente a lo que se conoce como el problema de la renormalización. Esto está en contraste con la electrodinámica cuántica y las otras teorías de gauge que son en general renormalizables y donde el cálculo perturbativo mediante diagramas de Feynman pueden ser acomodados para dar lugar a resultados finitos, eliminando los infinitos divergentes asociados a ciertos diagramas víarenormalización.
