Físicos vinculan la gravedad y la información cuántica en la derivación de la ecuación de Einstein

La teoría de la relatividad general de Einstein describe la gravedad como la curvatura del espacio y el tiempo causada por la materia y la energía. La teoría cuántica describe el mundo microscópico. Una investigación de la que informó Phys.org el 12 de octubre de 2026 muestra que la gravedad y la información cuántica están profundamente conectadas, y que la forma del espacio-tiempo se puede rastrear hasta la manera en que se almacena la información en los campos cuánticos.

En 1995, el físico Ted Jacobson demostró que las ecuaciones de Einstein pueden derivarse de la termodinámica, la física del calor y la entropía, de forma muy parecida a como las leyes que gobiernan un gas emergen del movimiento de sus moléculas. Según Phys.org, esto sugería que la gravedad podría no ser fundamental, sino emerger de algo más profundo. El nuevo estudio, publicado en Physical Review Letters, reconstruye esa derivación utilizando métodos matemáticos que conectan la información cuántica con la geometría del espacio-tiempo.

Los autores utilizan entropía relativa cuántica en lugar de la noción clásica de entropía. Según Phys.org, la entropía relativa mide cuán bien se pueden distinguir dos estados cuánticos, como distinguir una ola que pasa del ondular constante del mar. El Dr. Albert Much, profesor asistente de teoría cuántica de campos y relatividad general y coautor del estudio, dijo: «Mostramos que esta cantidad, evaluada en un horizonte —una frontera en el espacio-tiempo más allá de la cual no se puede recibir información—, equivale a la energía que fluye a través de ese horizonte».

Much dijo que la relación entre la entropía y el área de los horizontes, ilustrada por Bekenstein y Hawking, está bien establecida. Dijo que combinarla con el resultado de la entropía relativa conduce directamente a las ecuaciones que describen cómo la materia cuántica curva el espacio-tiempo. Los autores afirmaron que la importancia de sus hallazgos radica en la novedad genuina de su prueba. Reconocieron que los ingredientes fundamentales de la conexión entre información y gravedad ya se conocían, y dijeron que la relación se presentaba a menudo mediante intuición física y argumentos sugerentes en lugar de pruebas matemáticas rigurosas.

Phys.org informó que el artículo y extensas conversaciones con los autores sugieren que la investigación podría proporcionar nuevas pistas sobre el origen de la gravedad, una conclusión tentativa basada en su uso de la entropía relativa cuántica. Según el informe, la conexión entre entropía y gravedad dependió durante décadas de analogías con la termodinámica clásica. Los autores dijeron que el trabajo es un paso significativo hacia la comprensión de la gravedad cuántica, el problema abierto de unir la relatividad general con la teoría cuántica.