Física cGh

Representación del cubo cGh

Representado como un diagrama de Venn

La física cGh se refiere a los intentos históricos en física de unificar la relatividad , la gravitación y la mecánica cuántica , en particular siguiendo las ideas de Matvei Petrovich Bronstein y George Gamow . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Las letras son los símbolos estándar para la velocidad de la luz ( c ), la constante gravitacional ( G ) y la constante de Planck ( h ).

Si se consideran estas tres constantes universales como la base de un sistema de coordenadas tridimensional y se visualiza un cubo, entonces esta construcción pedagógica proporciona un marco, al que se denomina cubo cGh , o cubo de física , o cubo de física teórica ( CTP ). ^{[ 3 ]} Este cubo puede utilizarse para organizar las principales materias dentro de la física, ocupando cada una de las ocho esquinas. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Las ocho esquinas del cubo de física cGh son:

• Mecánica clásica (_, _, _)
• relatividad especial ( c , _, _), gravitación (_, G , _), mecánica cuántica (_, _, h )
• Relatividad general ( c , G , _), teoría cuántica de campos ( c , _, h ), teoría cuántica no relativista con gravedad (_, G , h )
• Teoría del todo , o gravedad cuántica relativista ( c , G , h )

Otros temas de física de cGh incluyen la radiación de Hawking y la termodinámica de los agujeros negros .

Si bien existen otras constantes físicas, estas tres reciben especial atención porque pueden utilizarse para definir todas las unidades de Planck y, por lo tanto, todas las magnitudes físicas. ^{[ 6 ]} Por consiguiente, las tres constantes se utilizan a veces como marco para el estudio filosófico y como uno de los modelos pedagógicos . ^{[ 7 ]}

Antes de la primera estimación exitosa de la velocidad de la luz en 1676 , se desconocía si la luz se transmitía instantáneamente o no. Debido al valor tremendamente grande de la velocidad de la luz —c (es decir, 299.792.458 metros por segundo en el vacío)— en comparación con el rango de respuesta perceptiva y procesamiento visual humano, la propagación de la luz se percibe normalmente como instantánea. Por lo tanto, la relación 1/ c es suficientemente cercana a cero como para que todas las diferencias posteriores en los cálculos de mecánica relativista sean igualmente "invisibles" en relación con la percepción humana. Sin embargo, a velocidades comparables a la velocidad de la luz ( c ), la transformación de Lorentz (según la relatividad especial ) produce resultados sustancialmente diferentes que concuerdan con mayor precisión con la medición experimental (suficientemente precisa). La teoría no relativista puede entonces derivarse tomando el límite cuando la velocidad de la luz tiende a infinito —es decir, ignorando los términos (en el desarrollo de Taylor ) con un factor de 1/ c— produciendo una aproximación de primer orden de las fórmulas.

La constante gravitacional ( G ) es irrelevante para un sistema donde las fuerzas gravitacionales son despreciables. Por ejemplo, la teoría especial de la relatividad es el caso particular de la relatividad general en el límite G  →  0.

De manera similar, en las teorías donde los efectos de la mecánica cuántica son irrelevantes, el valor de la constante de Planck ( h ) puede despreciarse. Por ejemplo, al establecer h  →  0 en la relación de conmutación de la mecánica cuántica, la incertidumbre en la medición simultánea de dos variables conjugadas tiende a cero, aproximando la mecánica cuántica a la mecánica clásica.

• George Gamow eligió "CGH" como las iniciales de su personaje ficticio, el Sr. CGH Tompkins .