Gravitón

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El gravitón es un supuesto bosón portador de la interacción gravitatoria en la mayoría de los sistemas teóricos de gravedad cuántica. Para serlo, los gravitones han de ser siempre atractivos (la gravedad jamás repele), afectar a cualquier distancia y existir en cantidades ilimitadas (para causar fuerzas grandes cerca de las estrellas). En la teoría cuántica, esto define un bosón de espín par (2 en este caso) con una masa en reposo igual a cero.

Se postula la existencia de los gravitones simplemente debido al éxito de la teoría de cuantos en otros campos. Por ejemplo, la electrodinámica puede ser explicada muy bien si se aplica la cuantización a los fotones. En este caso, se supone que los fotones son creados (y destruidos) continuamente por todas las partículas con carga eléctrica, de forma que las interacciones entre estos fotones producen las fuerzas macroscópicas que nos son familiares, como el magnetismo.

Considerando el amplio éxito de la teoría cuántica al describir la mayoría de las fuerzas básicas del universo, parece natural asumir que los mismos métodos servirán para explicar la gravedad. Se han hecho muchos intentos de introducir el hasta ahora invisible gravitón, que funcionaría más o menos como el fotón. Esto llevaría a una teoría cuántica gravitatoria, si bien el cuerpo matemático sería bastante complejo.

No ha sido así. Una teoría como la descrita requeriría que el gravitón operase de manera similar al fotón, pero al contrario que en la electrodinámica, donde los fotones actúan directamente entre ellos y las partículas con carga, la gravedad simplemente no funciona de manera tan simple. Los hechos experimentales demuestran que la gravedad se crea por cualquier forma de energía (y la masa es únicamente una forma particularmente condensada de energía, relación establecida por la célebre ecuación de Einstein), lo cual es difícil de describir en unos términos similares a la carga eléctrica. Hasta la fecha todos los intentos de crear una teoría cuántica simple de la gravedad han fracasado.

La detección del gravitón, si es que existe, es una tarea bastante problemática. Estas partículas portarían muy poca energía, por lo tanto la detección sería muy difícil. La única forma de detectarlos sería buscar los casos en que el movimiento o la energía de un cuerpo cambiase en una forma que es distinta de la prevista por la Teoría General de la Relatividad, pero uno de los principios básicos de la gravedad cuántica sería que deberían más o menos coincidir con estas predicciones relativistas.

Debe hacerse notar que la teoría de la gravedad cuántica no requiere la existencia del gravitón; por ejemplo,

Notas:

A muchas personas les resulta sorprendente saber que la gravedad es la interacción más débil. Para demostrarlo, sin embargo, nada mejor que un experimento: levante su brazo. Acaba de levantar varios kilogramos de masa contra la gravedad generada por todo un planeta. Otro experimento consiste en la levitación magnética, usted puede hacer flotar un imán en contra de la gravedad tratando de unirlo con otro en sus polos iguales, dadas las pequeñas dimensiones del imán esto prueba que la fuerza electromagnética es más fuerte que la gravedad.