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Preguntas de física que la gente hace Fermilab

¿La gravedad es una partícula o una onda?

Tu escribiste:
¿La gravedad es una partícula o una onda? ¿Es el concepto de gravedad lo mismo que el Gravitón subatómico? ¿Puede ser una partícula o una onda? ¿O ambos?

Gracias,
conocimientos tradicionales


Estimado TK,

Sus preguntas dieron justo en el centro de uno de los temas de investigación más candentes y desafiantes de la física. Hasta ahora, los físicos no saben las respuestas completas a todas sus preguntas. Aunque la gravedad se comprende bien a escala macroscópica (la vida cotidiana), los científicos están lejos de comprenderla bien a escala microscópica (nivel cuántico).

La gravedad es una fuerza. Para todas las demás fuerzas de las que somos conscientes (fuerza electromagnética, fuerza de decaimiento débil, fuerza nuclear fuerte) hemos identificado partículas que transmiten las fuerzas a nivel cuántico. En la teoría cuántica, cada partícula actúa como partícula Y como onda. Esto se llama dualidad. Entonces, si hay un gravitón, esperamos que se comporte tanto como una partícula como una onda.

La fuerza electromagnética, por ejemplo, se transmite mediante fotones, y la luz no es más que una gran cantidad de fotones. Fotones/luz muestran propiedades de ondas y partículas. (Consulte http://www.fnal.gov/pub/inquiring/questions/light_dual.html para obtener más información).

Los científicos esperan que la gravedad funcione de manera similar. Sin embargo, los físicos aún no han observado un portador de fuerza gravitacional a nivel cuántico, y es probable que no lo hagan en el corto plazo. Se necesitan experimentos muy sofisticados, mucho más sensibles y con una resolución mucho mejor que la que podemos construir hasta ahora, para detectar tal fenómeno. Sin embargo, los científicos esperan que exista una partícula transmisora ??de fuerza, el gravitón. Los teóricos, sin embargo, todavía luchan por formular una teoría cuántica gravitatoria consistente que incorpore un gravitón y que describa correctamente todos los fenómenos gravitatorios conocidos, incluida la teoría general de la relatividad de Einstein. El intento más prometedor de una teoría gravitacional hasta el momento se basa en las teorías de supercuerdas, y puede obtener más información al respecto en este sitio web: http://www.superstringtheory.com

Antes de emprender la búsqueda de un gravitón, los científicos actualmente intentan verificar si la gravedad produce ondas clásicas (no cuánticas), algo que nadie ha observado, pero la teoría de la relatividad general de Einstein permite tales ondas gravitacionales. De la misma manera que se pueden estudiar los fenómenos ondulatorios de la luz sin conocer la existencia de partículas de luz (fotones), uno espera poder detectar algún tipo de ondas de gravedad sin producir evidencia de un gravitón.

Se necesitan enormes objetos masivos, como estrellas que giran una alrededor de la otra, para producir ondas gravitacionales que podrían ser lo suficientemente fuertes como para ser detectadas en la Tierra. Hay un par de experimentos en todo el mundo dedicados a esta búsqueda, uno de ellos llamado LIGO. Puede obtener más información sobre LIGO en http://www.ligo.caltech.edu/LIGO_web/about/brochure.html

Espero que esto les dé una idea de la emocionante investigación que se está llevando a cabo con respecto a la gravedad.

Los mejores deseos,

Kurt Riesselmann, físico
Asuntos Públicos Fermilab

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  • Última modificación
  • 28/04/2014
  • enviar un correo electrónico a Fermilab

¿Es la gravedad una onda?

Una onda gravitatoria es una ondulación invisible (pero increíblemente rápida) en el espacio. Las ondas gravitacionales viajan a la velocidad de la luz (186 000 millas por segundo). Estas olas aprietan y estiran todo lo que encuentran a su paso. Una onda gravitacional es una ondulación invisible (aunque increíblemente rápida) en el espacio.

¿La gravedad es causada por una partícula?

En las teorías de la gravedad cuántica, el gravitón es el cuanto de gravedad hipotético, una partícula elemental que media la fuerza de interacción gravitatoria. No existe una teoría cuántica de campo completa de los gravitones debido a un problema matemático pendiente con la renormalización en la relatividad general.

¿La gravedad necesita una partícula?

En una teoría cuántica de la gravedad, la fuerza gravitacional debe ser transportada por una partícula mensajera adecuada, o bosón de medida. Todavía no se ha desarrollado ninguna teoría cuántica viable de la gravedad, pero la relatividad general determina algunas de las propiedades de la hipotética partícula de "fuerza" de la gravedad, el llamado gravitón.

¿De qué está hecha la gravedad?

La gravedad de la Tierra proviene de toda su masa. Toda su masa ejerce una atracción gravitacional combinada sobre toda la masa de tu cuerpo. Eso es lo que te da peso. Y si estuvieras en un planeta con menos masa que la Tierra, pesarías menos que aquí.

Video: is gravity a wave or a particle