Sistemas que simulan aspectos de la gravedad cuántica o la emergencia del espacio-tiempo en entornos de laboratorio.Los análogos de gravedad cuántica son sistemas de laboratorio que imitan aspectos específicos de la gravedad cuántica o la emergencia del espacio-tiempo, aunque no involucran campos gravitacionales reales. Estos análogos se construyen típicamente a partir de sistemas de materia condensada, como gases atómicos ultrafríos, fluidos de luz o incluso ondas de agua, donde las ecuaciones matemáticas que gobiernan las excitaciones se asemejan a las de los campos en un espacio-tiempo curvo. Al estudiar estos sistemas, los físicos pueden sondear fenómenos que de otro modo serían inaccesibles, como la radiación de Hawking de horizontes de sucesos artificiales o la termodinámica del espacio-tiempo.
El concepto fue pionero en 1981 por William Unruh, quien propuso que las ondas sonoras en un fluido en movimiento podrían imitar la física de los agujeros negros. Las realizaciones experimentales llegaron décadas después, con el primer análogo sónico de agujero negro demostrado en 2009 por Jeff Steinhauer y sus colegas utilizando un condensado de Bose-Einstein.
El mecanismo clave es la analogía entre la propagación de ondas en un medio en movimiento y la propagación de la luz en un espacio-tiempo curvo. Por ejemplo, en un fluido con un flujo suficientemente rápido, las ondas sonoras pueden quedar atrapadas detrás de un 'horizonte sónico'—un punto donde la velocidad del flujo supera la velocidad local del sonido—reflejando el horizonte de sucesos de un agujero negro. Las fluctuaciones cuánticas cerca de este horizonte pueden producir pares de fonones, análogos a la radiación de Hawking. En otros montajes, interacciones cuidadosamente diseñadas en átomos ultrafríos o cristales fotónicos crean métricas efectivas que simulan la curvatura del espacio-tiempo, permitiendo a los investigadores estudiar fenómenos como la creación de partículas o la emergencia del espacio-tiempo a partir del entrelazamiento.
Estos análogos se utilizan para probar predicciones teóricas de la gravedad cuántica, como la radiación de Hawking, en entornos de laboratorio controlados, y para explorar modelos análogos de fenómenos cosmológicos como la inflación o el universo temprano.
En 2016, el laboratorio de Jeff Steinhauer en el Technion informó la primera observación de radiación de Hawking espontánea de un análogo sónico de agujero negro, utilizando un condensado de Bose-Einstein de átomos de rubidio.
| K | variable | Leggett-Garg combination of correlation functions |
| C_{ab} | variable | Correlation function between measurements at times a and b — función de correlación |
| C_{a'b} | variable | Correlation function between measurements at times a' and b — función de correlación |
| C_{ab'} | variable | Correlation function between measurements at times a and b' — función de correlación |
| C_{a'b'} | variable | Correlation function between measurements at times a' and b' — función de correlación |
| k_{qJ} | variable | Quantum Jeans wavenumber — número de onda reciprocal metre |
| m | variable | Particle mass — masa kilogram |
| \rho | variable | Mass density — densidad de masa kilogram per cubic metre |
| G | constante | Universal constant of gravitation — constante gravitacional = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared |
| \hbar | constante | Planck constant divided by 2π — constante de Planck reducida = 1.054571817e-34 joule second |
