Geometría del Espacio de Teorías y Estabilidad UV en Gravedad Cuántica

Un Enfoque Riguroso via Flujos de Renormalización Funcional

Arnaldo Adrián Ozorio Olea

Noviembre 2025

Resumen Ejecutivo

Esta investigación desarrolla un marco riguroso para la Gravedad Cuántica Asintóticamente Segura mediante el Grupo de Renormalización Funcional (FRGE), introduciendo el Principio de Convergencia Estructural (PCE) como criterio geométrico fundamental para estabilidad UV.

Contribución Principal: Demostración formal de que la curvatura negativa en el espacio de teorías garantiza estabilidad asintótica del flujo RG hacia un punto fijo no gaussiano.

Problema Fundamental

La gravedad cuántica presenta divergencias UV en tratamientos perturbativos, requiriendo un enfoque no perturbativo para lograr completitud ultravioleta.

Hipótesis Central

La seguridad asintótica postula un punto fijo UV con finitas direcciones relevantes, asegurando predictibilidad.

Enfoque Innovador

Geometrización del espacio de acoplamientos con métrica de información cuántica para análisis de estabilidad estructural.

Ecuación FRGE Fundamental

k ∂k Γk = ½ STr[(Γk(2) + Rk)-1 k ∂k Rk]

Visualización del Flujo RG en Espacio de Teorías

Punto Fijo UV Teoría IR Espacio de Teorías

El flujo RG actúa como campo vectorial en variedad Riemanniana, con curvatura negativa garantizando estabilidad asintótica.

Principio de Convergencia Estructural (PCE)

El PCE establece un criterio geométrico universal para estabilidad UV basado en la curvatura del espacio de teorías.

Formulación Matemática

βi = -GijjV (Flujo gradiente)
R(GN) → R* < 0 cuando N → ∞ (Convergencia de curvatura)

Teorema PCE: Si el flujo RG es gradiente sobre variedad de curvatura negativa con espectro discreto del Hessiano, entonces posee número finito de direcciones relevantes y converge a punto fijo estructuralmente estable.

Métrica de Información Cuántica

Gij = ∂2Γk / ∂gi∂gj

Esta métrica Riemanniana cuantifica distancias entre teorías efectivas en el espacio de acoplamientos.

Interpretación Geométrica del PCE

Curvatura Negativa (Estable) Curvatura Positiva (Inestable) NGFP Punto Inestable

La curvatura negativa actúa como mecanismo de contracción exponencial hacia el punto fijo UV.

Implementación Numérica Rigurosa

Desarrollo de framework computacional en Python para resolver la FRGE con control de errores y análisis de estabilidad.

Características Principales

Arquitectura del Algoritmo

1. Discretización

Espacio de acoplamientos

2. Cálculo de Hessiano

Gij = ∂²Γ/∂gi∂gj

3. Curvatura

R = GijRij

4. Análisis

Estabilidad RG

Algoritmo de Cálculo de Curvatura

El algoritmo calcula numéricamente la curvatura mediante aproximación por diferencias finitas del hessiano, construcción de símbolos de Christoffel y tensor de Ricci.

Convergencia de Truncaciones

Convergencia sistemática de acoplamientos críticos con aumento del orden de truncación N.

Resultados Principales

Estabilidad de Geometrías Deformadas

Configuración εcr γAS Estabilidad RG
Deformación esférica 0.124 2.81
Deformación cilíndrica 0.089 3.12
Deformación toroidal 0.156 2.45 No (ε > εcr)

Límites de Estabilidad RG

Verificación Cruzada CDT-FRGE

ρCDT-FRGE = ⟨dsCDT(k) · dsFRGE(k)⟩ / (σCDT σFRGE)

Correlación cuantitativa entre dimensión espectral calculada via FRGE y via Triangulaciones Dinámicas Causales.

Correlación CDT-FRGE

Los resultados muestran convergencia sistemática para N > 20, validando el esquema de truncación.

Aplicaciones y Perspectivas

Geometrías de Curvatura Local Controlada

Sustitución rigurosa del concepto especulativo de "warp drive" por familias de métricas deformadas con soporte compacto para estudio de estabilidad local.

ds² = -N²(x)dt² + hij(x,t)(dxⁱ - βⁱ(x)dt)(dxʲ - βʲ(x)dt)

Geometría Deformada Localmente

Región de Deformación Local Espacio-tiempo Plano

Predicciones Fenomenológicas

Colisionadores

Límites mejorados para SUSY: mSUSY > 3.0 TeV (HL-LHC)

Cosmología

Restricciones en ecuación de estado: |w(z) + 1| < 0.01 (DESI)

Inflación

Índice espectral: ns = 0.9649 ± 0.0042 (Planck)

Líneas Futuras de Investigación

Cita: Ozorio Olea, A. A. (2025). Geometry of Theory Space and UV Stability in Quantum Gravity: A Rigorous Approach via Functional Renormalization Flows (V1.1). Zenodo / CERN – European Organization for Nuclear Research. https://doi.org/10.5281/zenodo.17570938