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Puente 2: Mecánica Cuántica

Extensión de la Mecánica Cuántica a Escalas Cosmológicas

ΛCDM: Mecánica Cuántica Limitada a Partículas

En ΛCDM, la mecánica cuántica se aplica solo a partículas elementales y física de altas energías. El Universo en su conjunto sigue leyes clásicas.

TMT: Distorsión Temporal Cuántica

TMT extiende la mecánica cuántica a escalas cosmológicas vía el concepto de distorsión temporal:

  • El Universo existe en un estado de superposición temporal
  • La flecha del tiempo emerge como efecto cuántico
  • Los temporones son excitaciones cuánticas de la distorsión temporal

La Ecuación Després-Schrödinger

TMT unifica mecánica cuántica y gravitación mediante la ecuación Després-Schrödinger:

\[ i\hbar [1 + \tau(x)]^{-1} \frac{\partial\psi}{\partial t} = \left[-\frac{\hbar^2}{2m_{eff}} \nabla^2 + V(x) + mc^2\tau(x)\right] \psi \]

Descomposición Visual

Lado Izquierdo: Evolución Temporal Modificada

\[ i\hbar [1 + \tau(x)]^{-1} \frac{\partial\psi}{\partial t} \]
Componente Significado
\(i\hbar\) Constante de Planck (cuántica)
\([1 + \tau(x)]^{-1}\) NUEVO - Tiempo ralentizado por gravedad
\(\partial\psi/\partial t\) Derivada temporal estándar

Interpretación: El tiempo propio fluye diferente del tiempo cósmico:

\[ dt_{\text{propio}} = [1 + \tau(x)] \cdot dt_{\text{cósmico}} \]

Mayor \(\tau\) → el tiempo fluye más lento → la partícula evoluciona más lento.

Lado Derecho: Hamiltoniano Efectivo

Término 1 - Energía cinética modificada:

\[ \hat{A}_{\text{cinética}} = -\frac{\hbar^2}{2m_{eff}} \nabla^2\psi \]

con \(m_{eff} = m_0/\gamma_{\text{Després}}\) donde \(\gamma_{\text{Després}} = 1/\sqrt{1 - 2\Phi/c^2 - v^2/c^2}\)

Término 2 - Potencial clásico (sin cambios):

\[ \hat{A}_{\text{potencial}} = V(x)\psi \]

Término 3 - Potencial temporal (¡NUEVO!):

\[ \hat{A}_{\text{temporal}} = mc^2\tau(x)\psi \]

Este es el término clave: una nueva energía potencial creada por la distorsión temporal misma.

Significado Físico de Cada Término

Término Expresión Efecto
\([1+\tau]^{-1}\) Factor temporal Reloj cuántico ralentizado cerca de masas
\(m_{eff}\) Masa efectiva La masa varía con la distorsión gravitacional
\(mc^2\tau\) Potencial temporal Energía ligada a la distorsión temporal local

Casos Límite (Validación)

Límite Condición Resultado
Espacio plano \(\tau \to 0\) Recupera ecuación de Schrödinger estándar ✓
Clásico \(\hbar \to 0\) Recupera ecuación de Hamilton-Jacobi ✓
Campo débil \(\tau \ll 1\) Reproduce corrimiento al rojo gravitacional de Einstein ✓

Implicaciones para Materia Oscura

  • No hay necesidad de partículas WIMP exóticas
  • La materia oscura es un efecto colectivo de la distorsión temporal
  • Compatible con todas las observaciones galácticas

Validación

  • Reproduce perfectamente las curvas de rotación de galaxias (SPARC 100%)
  • Predice la ley \(r_c(M)\) observada con r = 0.768
  • Simplifica drásticamente el modelo de partículas

Ver el Léxico para definiciones completas de \(\tau(x)\), \(\gamma_{\text{Després}}\), y todos los términos TMT.

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