Gravedad cuadrática

La gravedad cuadrática ( GC ) es una extensión de la relatividad general que se obtiene al agregar todos los términos cuadráticos locales en curvatura al lagrangiano de Einstein-Hilbert . ^{[ 1 ]} Hacer esto hace que la teoría sea renormalizable . ^{[ 1 ]} Esta es una de las numerosas alternativas a la relatividad general . ^{[ 2 ] : 63} Se ha sugerido que la consistencia con la cromodinámica cuántica requiere estos términos cuadráticos adicionales. ^{[ 3 ]}

La teoría fue probada originalmente como renormalizable por Kellogg Stelle en 1977, ^{[ 4 ]} pero tuvo dificultades para ser aceptada como una teoría viable debido a su introducción de una partícula fantasma masiva de espín 2. ^{[ 5 ] [ 1 ]} Además del fantasma masivo, la teoría también predice la existencia de un bosón escalar adicional y el gravitón sin masa , ^{[ 5 ]} asegurando que la relatividad general se recupera a bajas energías. La partícula escalar adicional también aparece en el trabajo de Alexei Starobinsky de 1980 sobre el universo temprano. En la inflación de Starobinsky , la partícula escalar es responsable de la inflación cósmica . ^{[ 5 ] [ 1 ]}

La gravedad cuántica, además de ser renormalizable, también ha demostrado tener un punto fijo ultravioleta no perturbativo . ^{[ 6 ]} La unitariedad , esencial para una teoría de la gravedad cuántica, se ha establecido en construcciones apropiadas, ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} donde se construye el producto interno apropiado para calcular probabilidades a través de la regla de Born. En los procesos de dispersión, la unitariedad de la matriz S se ha demostrado utilizando la inestabilidad de la partícula masiva de espín 2. ^{[ 10 ]}

Las soluciones relevantes no son inestables sino metaestables: cuando las energías están muy por debajo de un umbral (lo suficientemente alto como para describir toda la cosmología), se evitan las desbocadas y la posible inestabilidad que se produce cuando se viola el límite no solo es compatible con la cosmología, sino que también explicaría por qué vivimos en un universo homogéneo e isotrópico. ^{[ 9 ] [ 11 ]}

John Donoghue believes quadratic gravity could be a viable theory of quantum gravity.^[5] He has reinterpreted its ghost particles as time-reversed unstable particles.^[12][8]

Work has been directed towards using the Event Horizon Telescope to test for the possibility of QG being a valid theory.^[13]