¿La Teoría de Cuerdas está en desacuerdo con la Relatividad General?

Question

Me gustaría ampliar lo que quiero decir con el título de esta pregunta para enfocar las respuestas.

Normalmente, siempre que una teoría (por ejemplo, la Relatividad General) sustituye a otra (por ejemplo, la Gravedad Newtoniana) existe un requisito de correspondencia en algún límite. Sin embargo, también suele haber algún ámbito experimental en el que la nueva teoría más amplia hace predicciones que son diferentes de la teoría más antigua que hacía predicciones sobre los mismos fenómenos. Esto se debe en última instancia a que la nueva teoría tiene una visión más profunda de la física con sus propias estructuras que entran en juego en ciertas situaciones que la antigua teoría no cubría bien. Además, la nueva teoría hará predicciones basadas en sus aspectos novedosos que la antigua teoría no consideraba. Sé que la teoría de las cuerdas es bastante rica en este sentido, pero no estoy interesado en eso aquí. Tampoco me preocupa si los experimentos han alcanzado, ya que sé que el ST (y la gravedad cuántica en general) no es fácil de probar.

Así que para el ejemplo de la GR a Newton una respuesta a esta pregunta sería: la curvatura de los rayos de luz; el movimiento del perihelio de Mercurio - la GR tuvo un resultado diferente al de Newton. ¿Qué es lo que no cuenta como respuesta serían las nuevas estructuras que GR introduce como agujeros negros o incluso la curvatura gravitacional per se.

Entonces, ¿tiene ST algo como el movimiento del perihelio de Mercurio esperando a ser verificado experimentalmente, y así "mejorando" en GR dentro del propio patio trasero de GR?

Answer 1

La teoría de cuerdas implica una nueva física en - y sólo en - el régimen cuántico. En particular, a distancias muy cortas, comparables a la escala de cuerdas o la escala de Planck, hay nuevos efectos. Los agujeros negros decaen (mientras conservan la información), las acciones efectivas tienen términos de mayor derivación, por ejemplo $R^2$ hay cuerdas, branas, flujos, dimensiones adicionales, etc.

La nueva física a la escala de Planck - que está muy lejos - casi seguro que no es comprobable por las ingenuas observaciones del siglo XIX como la precesión del perihelio de Mercurio. Esto no es un problema de la teoría de cuerdas en ningún sentido: es una consecuencia tautológica de las cuestiones que aborda la teoría de cuerdas - a saber, el comportamiento del Universo a la escala más fundamental - y cualquier otra teoría que aborde las mismas cuestiones inevitablemente comparte la inaccesibilidad de los fenómenos por pruebas directas.

Cuando sólo se mira el límite clásico o la física clásica, la teoría de cuerdas coincide exactamente con la relatividad general. En cierto sentido, esto es cierto incluso en el régimen cuántico: la teoría de cuerdas es la única conclusión cuántica consistente de la relatividad general.

Answer 2

Los términos derivados más altos están ahí como en la gravedad semiclásica simplemente porque cuando se introduce la mecánica cuántica, cualquier término que no esté prohibido por algún principio de simetría u otro criterio físico debe estar presente, aunque Planck suprimido. Así que no es tan sorprendente que la teoría de cuerdas los prediga. Lo interesante es que hay objetos adicionales más allá del espectro habitual de la GR. Cosas como el dilatón, objetos supersimétricos (gravitino et al) y así sucesivamente.