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¡Los Físicos! Algunas veces poetas

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física    ~    Comentarios Comments (2)

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Masa-Energía-Materia-Luz: Todo la misma cosa:

¡El Universo!

Un apunte que sea un… Preludio a la relatividad

-Las ecuaciones de Lorentz-Fitzgerald-

En 1893, el físico irlandés George Francis FitzGerald emitió una hipótesis para explicar los resultados negativos del experimento conocido de Michelson-Morley.  Adujo que toda materia se contrae en la dirección del movimiento, y que esa contracción es directamente proporcional al ritmo (velocidad) del movimiento.

Según tal interpretación, el interferómetro se quedaba corto en la dirección del “verdadero” movimiento terrestre, y lo hacía precisamente en una cantidad que compensaba con toda exactitud la diferencia de distancias que debería recorrer el rayo luminoso.  Por añadidura, todos los aparatos medidores imaginables, incluyendo los órganos sensoriales humanos, experimentarían ese mismo fenómeno.

Parecía como si la explicación de FitzGerald insinuara que la Naturaleza conspiraba con objeto de impedir que el hombre midiera el movimiento absoluto, para lo cual introducía un efecto que anulaba cualquier diferencia aprovechable para detectar dicho movimiento.

Este asombroso fenómeno recibió el nombre de “contracción de Fitz Gerald”, y su autor formuló una ecuación para el mismo que, referido a la contracción de un cuerpo móvil, fue predicha igualmente, y de manera independiente, por H.A.Lorentz (1853-1928) de manera que, finalmente, se quedaron unidas como “Contracción de Lorentz-Fitz Gerald.

A la contracción, Einstein, le dio un marco teórico en la teoría especial de la relatividad. En esta teoría, un objeto de longitud /0 en reposo en un sistema de referencia parecerá, para un observador en otro sistema de referencia que se mueve con velocidad relativa v con respecto al primero, tener longitud /0 , donde c es la velocidad de la luz.

La hipótesis original atribuía esta contracción a una contracción real que acompaña al movimiento absoluto del cuerpo. La contracción es en cualquier caso despreciable a no ser que v sea del mismo orden o cercana a c.

Un objeto que se moviera a 11 km/s (la velocidad de escape de nuestro planeta) experimentaría sólo una contracción equivalente a 2 partes por cada 1.000 millones en el sentido del vuelo. Pero a velocidades realmente elevadas, tal contracción sería sustancial. A unos 150.000 km/seg. (la mitad de la velocidad de la luz, c), sería del 15%; a 262.000 km/seg. (7/8 de la velocidad de la luz), del 50% Es decir, que una regla de 30 cm. que pasara ante nuestra vista a 262.000 km (seg., nos parecería que mide sólo 15’54 cm…, siempre y cuando conociéramos alguna manera para medir su longitud en pleno vuelo. Y a la velocidad de la luz, es decir, 300.000 km/seg., en números redondos, su longitud, en la dirección del movimiento, sería cero.  Puesto que, presuntamente, no puede existir ninguna longitud inferior a cero, se deduce que la velocidad de la luz en el vacío es la mayor que puede imaginarse en el Universo. (Pero ¿existir también?).

El físico holandés Hendrik Antón Lorentz, como hemos dicho, promovió ésta idea pensando en los rayos catódicos (que ocupaban su actividad por aquellas fechas), se hizo el siguiente razonamiento: si se comprimiera la carga de una partícula para reducir su volumen, aumentaría su masa.  Por consiguiente, una partícula voladora, escorzada en la dirección de su desplazamiento por la contracción de Fitz Gerald, debería crecer en términos de masa.

Lorentz presentó una ecuación sobre el acrecentamiento de la masa, que resultó muy similar a la ecuación FitzGerald sobre el acortamiento. A 149.637 kilómetros por segundo, la masa de un electrón aumentaría en un 15%; a 262.000 km/seg., en un 100% (es decir, la masa se duplicaría); y a la velocidad de la luz, su masa sería infinita.  Una vez más pareció que no podría haber ninguna velocidad superior a la de la luz, pues, ¿cómo podría ser una masa mayor que infinita?

El efecto FitzGerald sobre longitudes y el efecto Lorentz sobre masas mantuvieron una conexión tan estrecha que aparecieron a menudo agrupadas como las “ecuaciones Lorentz-FitzGerald.”

Mientras que la contracción FitzGerald no podía ser objeto de mediciones, el efecto Lorentz sobre masas si podía serlo…, aunque indirectamente. De hecho, el muón, tomó 10 veces su masa original cuando fue lanzado, a velocidades relativistas, en el acelerador de partículas, lo que confirmó la ecuación de Lorentz.

Los experimentos posteriores, han confirmado las ecuaciones de ambos: a velocidades relativistas, las longitudes se contraen y las masas se incrementan.

Como es conocido por todos, Einstein adoptó estos descubrimientos y los incorporó a su teoría de la relatividad especial que, aunque mucho más amplia, recoge la contracción de FitzGerald y el aumento de la masa de Lorentz cuando se alcanzan grandes velocidades.

¡Qué cosas!

Algunas veces pienso que, los artistas en general, y los poetas en particular, tendrían que adaptar e incluir a sus esquemas artísticos y poéticos, los adelantos científicos, para asimilarlos en las diversas expresiones y sentimientos que serán después puestos al servicio del consumo humano.

Estos adelantos científicos serían así coloreados con las pasiones humanas y transformadas, de alguna forma, en la sangre, y por qué no, los sentimientos de la naturaleza humana.

Posiblemente, de haberlo hecho así, el grado general de conocimiento sería mayor.

emilio silvera

 

  1. 1
    Crusellas
    el 17 de agosto del 2011 a las 0:32

    Desconocía por completo esta teoría de la Contracción de Lorentz-Fitz Gerald. Yo daba por sentado que el famoso experimento de Michelson-Morly había dejado zanjada definitivamente la cuestión del éter. Pero ya veo que no. ¡Qué maravilla seguir aprendiendo cosas después de pasar la cincuentena! Permíteme que te haga una confesión, desde los veinte años vengo ahondando en la filosofía Zen, y mi lema es una frase que aprenden los novicios de los templos: “Manem Cho Ho”, que significa “Siempre un aprendiz”. Me parece un lema perfecto para toda la vida, y cuanto más viejo te haces, y cuanto más estudias, más te das cuenta que sólo eres un aprendiz. Sólo con la humildad se puede aprender.
    Volviendo al presente artículo, dejo como sugerencia que otro día nos podrías ahondar la cuestión del éter ¿realmente su existencia podría explicar que los fotones (y resto de partículas elementales) puedan comportarse a la vez como ondas y partículas? Porque está claro que para que una onda pueda propagarse ha de hacerlo sobre un medio, eso subyace en la propia definición de onda. Por otra parte el espacio no es algo “vacío”, por tanto creo que en todo esto hay gato encerrado. Tal vez el Gato de Schrödinger? :o )
    En cualquier caso qué gran verdad lo que dices, la ciencia es poesía pura, es arte en esencia, es belleza perfecta.
    Un abrazo, amigo, y gracias por hacer que se cumpliera en mi caso el refrán de que “a la cama no te irás…” 

    Responder
    • 1.1
      emilio silvera
      el 17 de agosto del 2011 a las 6:17

      Amigo Crusellas, todos somos aprendices, creerse lo contrario es vivir inmersos en la irrealidad. ¿Quién sabe? Podemos conocer sobre algunas cosas pero, saber lo que se dice saber…sólo parcialmente sabemos.
      Buena política la tuya (“Manem Cho Ho”), todos deberíamos adoptarla, pues todos, sin excepción, somos aprendices y, es raro el día que no aprendemos alguna cosa nueva.
      Me alegra que en este día te fueras a la cama sabiendo algo nuevo, y, en verdad, la Contracción de Lorentz-Fitz Gerald ha sido muy comprobada al igual que el aumento de masa en los objetos que van a velocidades relativistas, o, el hecho de que vive más lentamente quien más rápido viaja. Todos son efectos de la Relatividad Especial.
      En cuanto al “éter” (por llamarlo de alguna manera), está claro que está ahí, así lo dicen todos los indicios y experimentos de cuyos resultados se deduce que ese “algo” permea todo el espacio y, existe la teoría del “Efecto Frenado” que nos dice que, cuando la partícula interacciona con “ese” medio, se ve frenada en su marcha y así adquiere la masa que la caracteriza.
      Tu intuición no te engaña cuando dices: “Porque está claro que para que una onda pueda propagarse ha de hacerlo sobre un medio, eso subyace en la propia definición de onda. Por otra parte el espacio no es algo “vacío”, por tanto creo que en todo esto hay gato encerrado.”
      No se si será el Gato de Schrödinger pero, desde hace mucho tiempo una legión de físicos buscan a ese dichoso gato que…ya veremos en qué forma se nos presenta. El “vacío” nos tiene mucho que decir y, como sabemos que es un “vacio totalmente lleno”, tratamos de saber de qué.
      Ya veremos si con el LHC se nos aclara algo sobre todo esto y se despejan algunas icognitas de las muchas que están presentes en nuestros deficientes conocimientos sobre éstos y otros temas que, desde hace bastante tiempo…no dejan de fustigarnos.
      Un abrazo amigo.
       

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