Andrea Dapor, LSU
Title: Toward LQG effective dynamics
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La dinámica de la gravedad cuántica de lazos es bastante compleja. Esto es entendible, dado que uno debe reproducir en el límite clásico la dinámica de la relatividad general, que es ella misma bastante compleja. Esto ha llevado a los investigadores a concentrarse en situaciones con mucha simetría a fin de obtener simplificaciones. Una de dichas simplificaciones es la cosmología cuántica de lazos, que estudia espacio-tiempos homogéneos e isótropos, esto es, espacio-tiempos que son iguales en todo punto y en todas direcciones. Esto puede parecer una simplificación demasiado drástica, pero la dinámica del universo en grandes escalas está bien aproximada por la misma.
Imponer una simetría en la teoría cuántica no es fácil. Uno tiene que elegir un subconjunto de estados cuánticos que son simétricos y estudiar la acción de los operadores cuánticos en los mismos. Todas estas operaciones tienen lugar en la teoría completa y por ende pueden potencialmente ser tan complejas como tratarla en completa generalidad. Esto llevó a la gente a hacer una aproximación más: imponer la simetría a nivel clásico y solamente entonces cuantizar. El problema es que cuando uno impone la simetría a nivel clásico la relatividad general se simplifica demasiado y muchas de las técnicas de la gravedad cuántica de lazos ya no se pueden aplicar. Aun así la gente procedió usando técnicas análogas a las de la gravedad cuántica de lazos. La construcción resultante es conocida como cosmología cuántica de lazos y ha sido estudiada por más de una década.
Esta plática se ocupo del primer enfoque, es decir, elegir un conjunto apropiado de estados simétricos en la teoría cuántica y estudiar la acción de los operadores cuánticos en los mismos. Sorprendentemente algunas porciones de la cosmología cuántica de lazos se recuperan en este enfoque, pero no completamente. Algunos de los operadores cuánticos difieren. La plática estudio las cosmologías cuánticas resultantes. La imagen que emerge es algo distinta de la de la cosmología cuántica de lazos tradicional. Ahí uno tenía que la Gran Explosión (“Big Bang” en ingles), la singularidad que aparece en el origen del universo cuando toda la materia se concentra en un punto, es reemplazada por un Gran Rebote (“Big Bounce” en ingles) en el que hay alta –pero finita- densidad de la materia. Si uno estudia la evolución hacia atrás en el tiempo uno puede atravesar el Gran Rebote y uno emerge en un universo previo que eventualmente se vuelve grande y clásico como el nuestro. Así que la imagen que emerge es que nuestro universo se origino en un universo grande y clásico como el nuestro que se contrae, incrementa su densidad, se vuelve muy cuántico, rebota a una densidad finita y se comienza a expandir, eventualmente volviéndose clásico de nuevo. La dinámica modificada presentada en la plática lleva a un escenario distinto. Nuestro universo se inicia en un universo grande, pero muy cuántico que tiene mucha simetría (es conocido como espacio-tiempo de De Sitter), eventualmente rebota y comienza a expandirse hasta que se convierte en el universo clásico en que vivimos. La plática también exploró las implicaciones para las singularidades que hay dentro de los agujeros negros y mostró que la dinámica modificada lleva a una transición en la que el agujero negro explota en un “agujero blanco” donde todo lo que cayó en el agujero negro sale. Este comportamiento ha sido sugerido por otros enfoques, pero los detalles difieren. Todo el enfoque esta basado en una conjetura sobre como los estados simétricos elegidos en la teoría se comportan. El demostrar dicha conjetura es un desafío que permanece para el futuro.
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