Consideraremos un $$2n$$ suficientemente grande (o, mejor dicho, tan grande como queramos).
$$2n$$ siempre se va a poder escribir como una suma del tipo $$p+c$$, con $$c<2n$$ compuesto distinto de $$p$$, que es primo.
Puesto que $$c$$ (el compuesto) se descompone como poco en un primo ($$c$$ puede ser el cuadrado de un primo en el peor de los casos) y puesto que esa suma del tipo $$p+p$$ implica
$$p+p<2p^{2}$$
con eso ya tenemos un par distinto de $$2n$$ (el cual se expresa de forma $$p+p$$) contenido en $$[0,2n]$$; hemos empezado la biyección para ir rellenando, hacia abajo y con sumas distintas del tipo $$p+p$$, todos los lugares pares del intervalo desde 4 hasta $$2(n-1)$$; si eso se consiguiera (adelanto que no lo he conseguido con rigor) obviamente, se demostraría que se cumple Goldbach, puesto que podemos elegir $$n$$ tan grande como queramos.
Como veis, no es necesario que los pares aparezcan consecutivamente, sí es necesario que los que vayan apareciendo sean distintos a los que hayan aparecido; de forma que completen todo los pares distintos mayores que 2 que existen en $$ [0,2n] $$ (los $$p$$ de las parejas $$p+p$$, repito, son factores de los compuestos que hay en ese intervalo, por lo que ninguna suma queda fuera de consideración).
Seguimos hacia abajo con el par siguiente, $$2(n-2)$$.
Por el TFA, $$2(n-2)$$ tendrá una descomposición en primos distinta de $$2(n-1)$$; además, en este caso, al ser el anterior, tenemos que n-1 y n-2, son coprimos, no tienen factores primos comunes. Por tanto, va a implicar, al menos hasta aquí, una suma distinta de la de antes.
La cuestión básica es que todo compuesto implica divisores que son semiprimos menores que n y, por tanto, distintos de n
Por ejemplo:
Spoiler
$$0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12$$
$$12=2*2*3$$
entonces tenemos los pares $$2+2=4$$, $$3+3=6$$, son distintos y menores que 12, y ya entran a ocupar un lugar en el intervalo (0,12) como parejas p+p a la hora de ir haciendo la biyección. Después está 11, que es primo y demasiado grande para formar otro múltiplo, después está el par 10, con divisor 5, que implica el propio par al ser semiprimo 5+5, y otra plaza biyectada...
Hay un despiste en lo dicho hasta aquí y en lo que sigue hasta el final. Y es que elegido un 2n arbitrario, la biyección se consideraría para el intervalo [4,n) , éste es el que tiene que ser completado para los pares que están formados con las parejas p+p, siendo los p divisores de los compuestos de [n,2n] .
Esto nos lleva a considerar el conjunto de partes.
Si tenemos A={a,b,c}, considerando los conjuntos que tienen dos o más elementos (los de uno no nos valen) tenemos:
{a,b}, {a,c}, {b,c} y {a,b,c}
O sea, Tenemos más conjuntos de dos elementos que de tres (donde los de dos son los semiprimos)
como los productos nos dan valores mayores que las sumas, las sumas (a+b); (a+c); (b+c) están contenidas en [0,2n]; y además, al inducir hacia abajo, la cantidad de primos que entran en juego es finita; ésa es otra ventaja añadida de la inducción descendente, la cantidad de primos no está descontrolada, los mayores que 2n no pintan nada en el ataque o intento de demostración
Cierto es que hay sumas de primos dentro del intervalo que pueden dar valores iguales; pero, sin considerar la suma, queda claro que hay muchos más conjuntos de dos elementos; porque el conjunto {a,b,c} u otro mayor implica que existan sus combinaciones de dos elementos, que son más.
(También es cierto que son combinaciones sin repetición, pero que existen números dados por las de repetición en los no libres de cuadrados; sin embargo, no van a ser muchos en comparación con el total, porque una gran parte supondrán valores mayores que 2n al hacer el producto y no servirán).
...
Bien, pero la pregunta es, ¿habrá tantas sumas distintas de dos elementos como pares hay contenidos en [4,2n]?
Si no las hubiera, implicaría que al menos una de las sumas se podría escribir como p+c y no como p+p; pero ese p+c y los demás $$p+c$$ de cada par implicarían sumas $$p+p$$ más pequeñas que tendrían que caber en el intervalo por demasiadas igualdades entre ellas (claro, al ir descendiendo, el primer fallo representaría la existencia de al menos dos parejas de primos con sumas iguales, p+q=a+b)
Podemos suponer que vamos bajando haciendo una inducción “manual”: $$2(n-1), 2(n-2), 2(n-3),...$$ y que hasta cierto $$2(n-k)$$ hemos encontrado siempre sumas distintas. ¿Sería posible no encontrar una suma distinta de las demás al llegar a $$2(n-k-1)$$? En teoría, parece que con el TFA y algo más esta idea podría ser una vía de ataque a la conjetura.
Resulta curioso pensar que si hacemos la inducción hacia arriba, para fallar, el $$2n$$ tiene que quedarse sin ninguna pareja, pero descendentemente, en el fallo tiene que aparecer al menos una repetida. Sin embargo, aquí no hay un absurdo todavía; porque no puedo garantizar que la biyección la esté haciendo en orden de pares consecutivos según desciende; en otro caso, sí, llegaría por arriba y por abajo al mismo número, eso sería absurdo.
Pero a lo más que he llegado es a una estimación que da mucho margen para que se cumpla la conjetura:
...
Supongamos que tenemos los números pares 4,6,8. Imaginemos que el 4 tuviera tres parejas p+p Goldbach (que no las tiene, evidentemente) el 6 tuviera dos parejas, y el 8 otras dos parejas:
(a+b=4; c+d=4; e+f=4); (g+h=6; i+j=6); (k+l=8; m+n=8)
Restamos una pareja a cada grupo y quedan: 2+1+1=4.
Esas son parejas repetidas que se pueden quitar, nos hemos quedado con una solo para cada número par de un intervalo [4,2n].
Para ese mismo dos 2n tenemos esto $$ \dfrac{\pi(2n)!}{2!(\pi(2n)-2)!}$$, que nos da todas las parejas que suman 4,6,8... 2n, con repeticiones incluidas. Si le quitamos los grupos de antes (los que acumulan las repeticiones), tendrán que quedar, mas o menos, una sola pareja para el 4, una sola para el 6... etc., y como tenemos 2n números, y son parejas que dan todos los pares del intervalo, tendrá que salir una cantidad que se acerque a $$(2n)/2=n$$.
Ese razonamiento se lo he dado a la IA para que lo calcule mediante la función contadora de parejas Goldbach para un determinado 2n. Si a las combinaciones anteriores, $$ \dfrac{\pi(2n)!}{2!(\pi(2n)-2)!} $$, les restamos las las repeticiones, tendrá que quedar un valor próximo a $$n$$, pues tenemos las parejas sin repetir que da todos los pares.
Y sí funciona según la IA, da $$n$$ tal como esperaba; aquí pongo la respuesta de Gemini:
\( \binom{\pi(2n)}{2} - \sum_{k=2}^{n} (G(2k) - 1) \approx n \)
Donde \( \binom{\pi(2n)}{2} \) es el arsenal total de parejas posibles: \( \binom{\pi(2n)}{2} = \frac{\pi(2n)!}{2!(\pi(2n)-2)!} = \frac{\pi(2n)(\pi(2n)-1)}{2} \)
Dado que el inventario total de parejas crece de forma cuadrática respecto a la densidad de primos \( \approx \left(\frac{2n}{\ln 2n}\right)^2 \) y el número de pares crece solo de forma lineal (\( n \)), la redundancia es tan masiva que el "espacio de fallo" se reduce drásticamente por pura saturación.
Y eso es lo que hay.