Espuma cuántica para niños
La espuma cuántica, también conocida como espuma del espacio-tiempo, es una idea importante en la mecánica cuántica. Fue propuesta por el científico John Wheeler en el año 1955.
Contenido
¿Qué es la espuma cuántica?
La idea de la espuma cuántica sugiere cómo podría ser la estructura más básica del universo. También se usa para describir las pequeñas "turbulencias" que ocurren en el espacio-tiempo a un nivel muy, muy pequeño, tan diminuto como la longitud de Planck.
El espacio-tiempo a escalas muy pequeñas
A escalas de tamaño y tiempo tan increíblemente pequeñas como la escala de Planck, las reglas normales de la física cambian. El principio de indeterminación nos dice que a este nivel, el número de partículas o su energía no están totalmente fijas. Algunas partículas pueden aparecer y desaparecer muy rápidamente sin romper la ley de conservación de la energía.
Como estas escalas son tan pequeñas, la energía de estas posibles partículas virtuales (que aparecen y desaparecen) es muy alta. Según la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, una energía tan grande podría curvar mucho el espacio-tiempo.
Esto significa que, a escalas muy pequeñas, el espacio-tiempo no sería liso y tranquilo, sino que parecería "espumoso" o lleno de burbujas que se forman y desaparecen. Sin embargo, los científicos aún no tienen una teoría completa de la gravedad cuántica para saber exactamente cómo se vería el espacio-tiempo a estas escalas.
Se han propuesto algunos modelos para entender la espuma cuántica, pero todavía son ideas en desarrollo y no una teoría completa que pueda hacer predicciones que podamos comprobar.
¿Cómo se relaciona la espuma cuántica con otras ideas?
Se cree que la espuma cuántica es creada por partículas virtuales con mucha energía.
Partículas virtuales y el vacío
Las partículas virtuales son un concepto de la teoría cuántica de campos. Son partículas que aparecen por un instante y luego desaparecen muy rápido. Aunque no las podemos ver directamente, afectan cómo interactúan otras partículas. Estas partículas también pueden aparecer y desaparecer en el espacio vacío, y estas "fluctuaciones del vacío" afectan las propiedades del propio vacío. Esto da lugar a una energía que no es cero, conocida como energía del vacío o energía del punto cero.
El efecto Casimir es un ejemplo de cómo el comportamiento de las partículas virtuales en el espacio vacío puede tener efectos reales. La espuma cuántica es una idea más avanzada que especula sobre lo que pasaría si estas partículas virtuales tuvieran suficiente energía para curvar el espacio-tiempo a escalas muy, muy pequeñas.
Modelos actuales y posibilidades
Hoy en día, algunas teorías como las redes de espín y la teoría cuántica de bucles incluyen modelos que se parecen a la espuma cuántica. En estos modelos, el espacio-tiempo espumoso se vería como una tormenta compleja y turbulenta en el mar. Algunos científicos también piensan que en esta espuma podrían formarse agujeros de gusano, que son como atajos en el espacio-tiempo. Incluso se especula sobre la posibilidad de que existan conexiones con otros universos paralelos.
Véase también
En inglés: Quantum foam Facts for Kids
- Mar de Dirac
- Radiación de Hawking
- Espacio-tiempo de Minkowski
- Tiempo de Planck
- Energía del vacío
- Agujero de gusano
