Geometría
determinada por la energía del vacío
Las
fluctuaciones de energía del vacío determinan la propia geometría del espacio. No son
simples variaciones sobre un fondo fijo y estable, por lo que analizando su estructura
podremos averiguar algo más sobre la referencia espaciotemporal que
determinan. Por una parte son no diferenciables, hasta el punto de que son la causa
directa de la desaparición del concepto clásico de trayectoria continua en el vacío.
Por otra parte su estructura es auto semejante a cualquier escala:
Si
tomamos cualquier distancia mayor que la distancia de Planck, por pequeña que sea
(diámetro atómico, por ejemplo) y cualquier otra distancia de orden cósmico
(diámetro de un cúmulo estelar), a una distancia doble le
corresponderá
una energía del vacío mitad, y a una distancia mitad una energía
del vacío doble (inverso de la distancia).
En base a
estas simples propiedades consideraremos una hipótesis de trabajo:
que la
estructura asociada a la energía del vacío de las fluctuaciones cuánticas es
fractal y trataremos de estudiar sus características.
Dimensión
fractal
La
característica más especial de los fractales es su dimensión. Siempre es positiva
y superior a su dimensión topológica. En cierta manera, de forma intuitiva
nos indica la dimensión del espacio que son capaces de ocupar. Una cuartilla
es un ejemplo de objeto de dimensión topológica 2, pero si la arrugamos
conseguimos que ocupe un espacio de mayor dimensión, entre 2 y 3
(normalmente fraccionario). Lo mismo ocurre con una línea (dimensión 1) que si la
hacemos lo suficientemente intrincada e irregular es capaz de ocupar un plano
(dimensión 2) e incluso un espacio (dimensión 3). Si la línea llega a ocupar el
plano su dimensión fractal será 2 y si ocupa el espacio tridimensional, su dimensión
fractal será 3. Conforme mayor sea su dimensión fractal, más intrincado
e irregular será el fractal: a su dimensión topológica se le suma un coeficiente
dimensional que completa el valor de su dimensión. Este coeficiente,
normalmente fraccionario, nos indica el grado de irregularidad del fractal.
Dependencia
espacial en los fractales
La líneas
fractales gozan de una característica notable con relación a su dependencia
espacial: una línea fractal capaz de recubrir el plano, para alejarse
de cualquier punto arbitrario una distancia efectiva L debe recorrer una
distancia media L2. A otra línea fractal capaz de llenar el espacio
le ocurre algo
similar: para alejarse de cualquier punto arbitrario una distancia efectiva L, deberá
recorrer, como media, una distancia total L3. Es decir, el valor de
los exponentes
2 y 3 se corresponde con las dimensiones fractales de las líneas.
Sabiendo
la dimensión del fractal podemos calcular su dependencia espacial y a la
inversa. Lo que ocurre con las curvas fractales (dimensión topológica 1) lo podemos
generalizar a cualquier estructura fractal continua (e isótropa) con mayor dimensión topológica,
dividiendo su dimensión fractal por su dimensión topológica.
Reducimos
así la dispersión de resultados y encontramos más fácilmente símiles
con ejemplos sencillos como trayectorias unidimensionales. A este cociente
le llamaremos dimensión fractal relativa:
Dim.
frac. relativa = (dimens. topológica + coef. dimensional )/(dimens. topológica).
En nuestro
caso conocemos que la energía asociada al vacío depende inversamente
de la distancia (L-1). Si fuera una simple línea (dimensión 1) encontraríamos
que su dimensión fractal sería -1, pero como la energía es una magnitud
tridimensional su dimensión fractal será -3, lo que obedece a un coeficiente
dimensional negativo e igual a -6.
Tanto la
dimensión fractal como el coeficiente dimensional negativos son resultados
anómalos que obedecen a una causa sorprendente que estudiaremos
a continuación. Siempre en base a la hipótesis fractal de las fluctuaciones
que hemos planteado.