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CuriosaMente - Videos Interessantes, ¿Qué es la Gravedad Cuántica de Bucles?

¿Qué es la Gravedad Cuántica de Bucles?

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La teoría de la relatividad describe cómo funciona el universo a una escala gigantesca,

mientras que la mecánica cuántica explica el funcionamiento físico de lo muy pequeño.

¿Hay una teoría que lo unifique todo? Por un lado está la Teoría de Cuerdas, pero

hay otra teoría que, aunque no se considera una “teoría del todo” gana fuerza.

¿Qué es la teoría cuántica de bucles? Mientras que la mecánica cuántica explica

tres de las fuerzas fundamentales de la naturaleza a nivel de partículas subatómicas y la teoría

de la relatividad explica la cuarta fuerza como la deformación del espaciotiempo, la

teoría cuántica de bucles, o LQG por sus siglas en inglés, es un intento por explicar

el comportamiento cuántico de la gravedad. O sea: cómo funciona el espaciotiempo, a

una escala muy, muy pequeña. Sucede que la gravedad, comparada con las otras fuerzas

es MUY débil, y como no parece tener efecto en la escala subatómica, las teorías cuánticas

no la comprenden, aunque sea la fuerza que le da forma a los planetas y las galaxias.

Mientras que la teoría de cuerdas se centra en la naturaleza de las partículas y propone

que éstas están formadas por pequeñísimas cuerdas unidimensionales que vibran, la LQG

se ocupa de la naturaleza misma del espaciotiempo. Newton entendía el espacio como un vacío

fijo y continuo, es decir, infinitamente divisible. Einstein introdujo la idea de que el espacio

no era fijo, sino flexible. Y añadió al tiempo como una dimensión más, conformando

el “espaciotiempo”, igualmente contínuo. Para la Teoría Cuántica de bucles, formulada

por científicos como John Baez, Carlo Rovelli y Lee Smolin, el espacio no es contínuo,

es decir, no se puede dividir infinitamente: hay una unidad mínima de distancia. El espaciotiempo

está “granulado”. Piensa en la pantalla de tu televisión o tu teléfono móvil. Puedes

ver cómo un punto de luz se mueve de un lado a otro de manera aparentemente continua. Si

te acercas lo suficiente puedes notar que la pantalla está dividida en decenas de miles

de cuadritos que forman la imagen. Estos cuadritos se llaman “pixeles”: son la unidad mínima

de la imagen: no se pueden subdividir más. Y un punto de luz que se mueve puede estar

en este pixel, o en el pixel contiguo, pero no se puede mover “medio pixel”.

La propuesta de la Gravedad Cuántica de bucles es que el espacio también está así: pixelizado.

O más propiamente “cuantizado”, de la misma manera que la energía sólo se puede

transferir en paquetes llamados “cuantos”. No sólo la materia y la energía, sino el

espacio mismo tiene una estructura atómica. La distancia mínima se llama “distancia

de plank”, es millones de veces más pequeña que un electrón, y nada se puede mover en

distancias menores. La idea es que el espaciotiempo está estructurado

en redes de pequeñísimos rizos o bucles conectados entre sí. Estas redes se llaman

“redes de spin”, y son estudiadas mediante una rama de las matemáticas llamada “teoría

de grafos”, que se ocupa de calcular los modos posibles en los que se relacionan los

vértices y las aristas de la red. Una red de spin representa el estado cuántico de

un campo gravitacional. Y no es fijo: está en constante flujo.

Una hipótesis meramente especulativa dice que las partículas subatómicas podrían

ser “nudos” o “trenzas” dentro de la red de spin. Esta por ejemplo podría ser

un electrón, mientras que esta podría ser un positrón. Acá tenemos un electrón neutrino

y este, un anti-neutrino. Y la deformación del espaciotiempo que se manifiesta como gravedad

a escalas planetarias o galácticas, empieza aquí, en la escala más pequeña posible.

El universo sería una impresionantemente complicada red de spin.

La antigua idea del espacio y el tiempo como un escenario donde ocurren las cosas ya no

aplica. Una red de spin no está en el tiempo y el espacio: sino que es el espaciotiempo

mismo. ¡Curiosamente! Si se te dificulta aprender matemáticas,

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¿Qué es la Gravedad Cuántica de Bucles? ||||||Loops What is Quantum Gravity Loops? Qu'est-ce qu'une boucle de gravité quantique ? O que é o Quantum Gravity Loops? Что такое квантовые гравитационные петли?

Platzi, la plataforma que quiere que nunca dejes de aprender, presenta... ||||||never|stop||| Platzi, the platform that wants you to never stop learning, presents...

La teoría de la relatividad describe cómo funciona el universo a una escala gigantesca, ||||||||||||scale| The theory of relativity describes how the universe works on a gigantic scale,

mientras que la mecánica cuántica explica el funcionamiento físico de lo muy pequeño. while quantum mechanics explains the physical functioning of the very small.

¿Hay una teoría que lo unifique todo? Por un lado está la Teoría de Cuerdas, pero ||||it|unify|||||||Theory||Strings| Is there a theory that unifies everything? On the one hand, there is String Theory, but

hay otra teoría que, aunque no se considera una “teoría del todo” gana fuerza. ||||||||||||gains| there is another theory which, although it is not considered a 'theory of everything', is gaining strength.

¿Qué es la teoría cuántica de bucles? Mientras que la mecánica cuántica explica |||theory|||loops|||||| What is loop quantum theory? While quantum mechanics explains

tres de las fuerzas fundamentales de la naturaleza a nivel de partículas subatómicas y la teoría three of the fundamental forces of nature at the level of subatomic particles and the theory

de la relatividad explica la cuarta fuerza como la deformación del espaciotiempo, la |||||||||deformation||| of relativity explains the fourth force as the deformation of spacetime, the

teoría cuántica de bucles, o LQG por sus siglas en inglés, es un intento por explicar |||||LQG|||||||||| loop quantum gravity, or LQG for its acronym in English, is an attempt to explain

el comportamiento cuántico de la gravedad. O sea: cómo funciona el espaciotiempo, a the quantum behavior of gravity. That is: how spacetime works, to

una escala muy, muy pequeña. Sucede que la gravedad, comparada con las otras fuerzas a very, very small scale. It so happens that gravity, compared to the other forces, has a very, very small scale.

es MUY débil, y como no parece tener efecto en la escala subatómica, las teorías cuánticas |||and|as|no|seems||||||||| it is VERY weak, and since it doesn't seem to have an effect on the subatomic scale, quantum theories

no la comprenden, aunque sea la fuerza que le da forma a los planetas y las galaxias. ||||||force|||||||||| do not understand it, although it is the force that shapes planets and galaxies.

Mientras que la teoría de cuerdas se centra en la naturaleza de las partículas y propone ||||||it|centers|||nature||||| While string theory focuses on the nature of particles and proposes

que éstas están formadas por pequeñísimas cuerdas unidimensionales que vibran, la LQG |these||||tiny||||vibrate|| that these are made up of tiny one-dimensional strings that vibrate, the LQG

se ocupa de la naturaleza misma del espaciotiempo. Newton entendía el espacio como un vacío one||||nature|||||||||| deals with the very nature of spacetime. Newton understood space as a vacant

fijo y continuo, es decir, infinitamente divisible. Einstein introdujo la idea de que el espacio ||||||divisible|||||||| fixed and continuous, that is to say, infinitely divisible. Einstein introduced the idea that space

no era fijo, sino flexible. Y añadió al tiempo como una dimensión más, conformando ||||||added|||as||||shaping was not fixed, but flexible. And he added time as an additional dimension, shaping

el “espaciotiempo”, igualmente contínuo. Para la Teoría Cuántica de bucles, formulada ||likewise|continuous||||||| spacetime", equally continuous. For the Quantum Theory of loops, formulated in the

por científicos como John Baez, Carlo Rovelli y Lee Smolin, el espacio no es contínuo, ||||Baez|Carlo||||||||| by scientists such as John Baez, Carlo Rovelli and Lee Smolin, space is not continuous,

es decir, no se puede dividir infinitamente: hay una unidad mínima de distancia. El espaciotiempo that is, it cannot be divided infinitely: there is a minimum unit of distance. Spacetime

está “granulado”. Piensa en la pantalla de tu televisión o tu teléfono móvil. Puedes |pixelated|||||||||||| is "grainy". Think of your television screen or your cell phone. You can

ver cómo un punto de luz se mueve de un lado a otro de manera aparentemente continua. Si see how a point of light moves from one side to the other in an apparently continuous manner. If

te acercas lo suficiente puedes notar que la pantalla está dividida en decenas de miles you|you get|it|||notice|||||||||

de cuadritos que forman la imagen. Estos cuadritos se llaman “pixeles”: son la unidad mínima |little squares|||||||||||||

de la imagen: no se pueden subdividir más. Y un punto de luz que se mueve puede estar ||||||subdivide||||||||||| from the image: they cannot be subdivided any further. And a point of light that moves can be

en este pixel, o en el pixel contiguo, pero no se puede mover “medio pixel”. |||||||adjacent||||||half| in this pixel, or in the adjacent pixel, but it cannot move 'half a pixel.'

La propuesta de la Gravedad Cuántica de bucles es que el espacio también está así: pixelizado. ||||||||||||also|is||pixelated The proposal of Loop Quantum Gravity is that space is also like this: pixelated.

O más propiamente “cuantizado”, de la misma manera que la energía sólo se puede |||quantized|||||||||| Or more properly "quantized", just as energy can only be "quantized" in the same way as energy can only be "quantized" in the same way as energy can only be "quantized".

transferir en paquetes llamados “cuantos”. No sólo la materia y la energía, sino el to transfer||||how many||||||||| transfer in packages called "quanta". Not only the matter and energy, but also the

espacio mismo tiene una estructura atómica. La distancia mínima se llama “distancia space||||||||||| space itself has an atomic structure. The minimum distance is called 'Planck distance',

de plank”, es millones de veces más pequeña que un electrón, y nada se puede mover en |tabla|||||||||electron|||||move| which is millions of times smaller than an electron, and nothing can move in

distancias menores. La idea es que el espaciotiempo está estructurado distances|||||||spacetime|| distances smaller. The idea is that spacetime is structured

en redes de pequeñísimos rizos o bucles conectados entre sí. Estas redes se llaman |||tiny|curls||||||||| in networks of very small curls or loops connected to each other. These networks are called

“redes de spin”, y son estudiadas mediante una rama de las matemáticas llamada “teoría ||spin|||studied|||branch||||| "spin networks", and are studied by means of a branch of mathematics called "spin theory".

de grafos”, que se ocupa de calcular los modos posibles en los que se relacionan los |graphs|||||to calculate||||||||| graphs", which is concerned with calculating the possible ways in which the

vértices y las aristas de la red. Una red de spin representa el estado cuántico de vertices|||edges|||||||||||| vertices and edges of the lattice. A spin lattice represents the quantum state of the

un campo gravitacional. Y no es fijo: está en constante flujo. ||||||fixed|||| a gravitational field. And it is not fixed: it is in constant flux.

Una hipótesis meramente especulativa dice que las partículas subatómicas podrían |||speculative|||||| A merely speculative hypothesis says that subatomic particles could

ser “nudos” o “trenzas” dentro de la red de spin. Esta por ejemplo podría ser |knots||braids||||||||||| be 'knots' or 'braids' within the spin network. This could, for example, be

un electrón, mientras que esta podría ser un positrón. Acá tenemos un electrón neutrino ||||||||positron|||||neutrino an electron, while this could be a positron. Here we have a neutrino electron

y este, un anti-neutrino. Y la deformación del espaciotiempo que se manifiesta como gravedad ||||neutrino||||||||manifests|| and this, an anti-neutrino. And the deformation of spacetime that manifests as gravity

a escalas planetarias o galácticas, empieza aquí, en la escala más pequeña posible. |scales|planetary||galactic|||||||| on planetary or galactic scales, starts here, at the smallest possible scale.

El universo sería una impresionantemente complicada red de spin. ||||amazingly|||| The universe would be an impressively complicated network of spin.

La antigua idea del espacio y el tiempo como un escenario donde ocurren las cosas ya no The|||||||||||||||| The old idea of space and time as a stage on which things happen is no longer

aplica. Una red de spin no está en el tiempo y el espacio: sino que es el espaciotiempo applies. A spin network is not in time and space: it is spacetime.

mismo. ¡Curiosamente! Si se te dificulta aprender matemáticas, Curiously! If you have a hard time learning math,

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