Erik Verlinde explica su nueva visión de la gravedad.
Seamos honestos. La materia oscura es un dolor en el trasero. Los astrónomos han hecho todo lo posible para explicar por qué debe existir y existir en grandes cantidades, sin embargo, permanece oculto. Desconocido. Sin emitir energía visible, pero aparentemente lo suficientemente fuerte como para evitar que las galaxias en racimos se rompan como caballos salvajes, está en todas partes en grandes cantidades. ¿Qué es el material? axiones, WIMPS, gravitinos, Partículas de Kaluza Klein?
Se estima que el 27% de toda la materia en el universo es invisible, mientras que todo, desde los emparedados PB&J hasta los cuásares, representa solo el 4.9%. Pero una nueva teoría de la gravedad propuesta por el físico teóricoErik Verlinde de la Universidad de Amsterdam descubrieron una forma de prescindir de las cosas molestas.
A diferencia de la visión tradicional de la gravedad como una fuerza fundamental de la naturaleza, Verlinde la ve como una propiedad emergentedel espacio. El surgimiento es un proceso en el que la naturaleza construye algo grande utilizando piezas pequeñas y simples, de modo que la creación final exhibe propiedades que los bits más pequeños no tienen. Toma un copo de nieve. La compleja simetría de un copo de nieve comienza cuando una gota de agua se congela en una pequeña partícula de polvo. A medida que cae el copo en crecimiento, el vapor de agua se congela en este cristal original y se organiza naturalmente en una estructura hexagonal (de seis lados) de gran belleza. La sensación de temperatura es otro fenómeno emergente, que surge del movimiento de moléculas y átomos.
Así también con la gravedad, que según Verlinde, emerge de la entropía. Todos sabemos sobre entropía y habitaciones desordenadas, pero es un poco más sutil que eso. Entropía es una medida de desorden en un sistema o dicho de otra manera, la cantidad de estados microscópicos diferentes en los que puede estar un sistema. Una de las mejores descripciones de entropía que he escuchado tiene que ver con el calor que irradian nuestros cuerpos. A medida que esa energía se disipa en el aire, crea un estado más desordenado a nuestro alrededor y al mismo tiempo disminuye nuestra propia entropía personal para garantizar nuestra supervivencia. Si no elimináramos el calor corporal, eventualmente nos desorganizaríamos (sobrecalentaríamos) y moriríamos.
Emergente o gravedad entrópica, como se llama la nueva teoría, predice exactamente la misma desviación en las tasas de rotación de las estrellas en las galaxias que actualmente se atribuyen a la materia oscura. La gravedad surge en la visión de Verlinde de los cambios en los bits fundamentales de información almacenados en la estructura del espacio-tiempo, ese continuo de cuatro dimensiones revelado por la teoría general de la relatividad de Einstein. En una palabra, la gravedad es una consecuencia de la entropía y no una fuerza fundamental.
El espacio-tiempo, que comprende las tres dimensiones familiares además del tiempo, es flexible. La masa deforma la tela 4-D en colinas y valles que dirigen el movimiento de objetos más pequeños cercanos. El Sol no "atrae" tanto a la Tierra como lo imaginó Isaac Newton, sino que crea un gran fruncido en el espacio-tiempo en el que la Tierra gira.
en un Artículo 2010, Verlinde mostró cómo la ley de gravedad de Newton, que describe todo, desde cómo las manzanas caen de los árboles hasta las pequeñas galaxias que orbitan grandes galaxias, deriva de estos bloques de construcción microscópicos subyacentes.
Su último trabajo, titulado Gravedad emergente y el universo oscuro, profundiza en la contribución de la energía oscura a la mezcla. La entropía asociada con la energía oscura, una forma de energía aún desconocida responsable de la expansión acelerada del universo, convierte la geometría del espacio-tiempo en un medio elástico.
"Encontramos que la respuesta elástica de este medio de" energía oscura "toma la forma de una fuerza gravitacional" oscura "extra que parece deberse a la" materia oscura ", escribe Verlinde. "Entonces, el fenómeno observado de la materia oscura es un remanente, un efecto de memoria, de la aparición del espacio-tiempo junto con la materia ordinaria en él".
Seré el primero en decir cuán complejo es el concepto de Verlinde, envuelto en entropía de enredos arcanos, campos tensoriales y el principio holográfico, pero la idea básica, que la gravedad no es una fuerza fundamental, constituye una nueva forma fascinante de ver Una cara vieja.
Los físicos han intentado durante décadas conciliar la gravedad con la física cuántica con poco éxito. Y aunque la teoría de Verlinde debe tomarse correctamente con un grano de sal, puede ofrecer una forma de combinar las dos disciplinas en una sola narrativa que describa cómo todo, desde las manzanas que caen hasta los agujeros negros, están conectados en una teoría coherente.
