jueves, 21 de febrero del 2019 Fecha
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Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física Relativista    ~    Comentarios Comments (0)

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ELEFANTE MISTERIOSO

Resultado de imagen de Tiempo radial

Para empezar, recordemos estos postulados referentes al tiempo:

Imagen relacionadaImagen relacionada

  • Un reloj atómico en el piso 20 corre más rápido que un reloj en la planta baja
  • Dos gemelos: donde uno de ellos entrara a un agujero negro a la velocidad de la luz, este no envejecería relativamente, a diferencia de su hermano que estando fuera del agujero el tiempo corre más rápido y por ende envejecería.

Resultado de imagen de Paradoja de los gemelos

“Diagrama espacio-tiempo que muestra al gemelo alejarse (primer tramo línea negra) y regresar a la Tierra. En este diagrama la posición de la Tierra en cada instante se mueve a lo largo del eje vertical. La distancia entre la última línea azul y la primera roja representa no envejecido el tiempo ganado por el viajero.”

Estas afirmaciones se basan en la idea donde el espacio y el tiempo es uno mismo y que la materia curva al espacio. Y la idea tal cual de unificar el espacio y el tiempo en una sola cosa es la clave para entender porque el tiempo desde nuestro ángulo pareciera dilatarse.

La realidad es que el espacio-tiempo es más simple que pensar en entender cosas que se dilatan y efectos fuera de una lógica sencilla como envejecer, geométricamente el Espacio-tiempo debe ser una misma cosa y fácil de expresar.

Para comprender el espacio-tiempo Imaginemos que nuestro universo es la cascara de una manzana, donde en sus inicios en tiempo cero, cuando ocurrió el big bang teníamos entonces una mini manzana de tamaño infinitesimal; y ahora, en el tiempo actual, el universo es representado por solo la cascara de la manzana a tamaño normal y que en el futuro simplemente será una manzana mucho más grande que la manzana del tiempo actual, y donde nuestro universo solo radica en la cascara de la manzana.

Y viendo ahora al tiempo como ejes o vectores que salen del big bang hacia todos lados, (no es un eje lineal único y aislado sino infinitos ejes, que forman una especie de asterisco 3D) y estos ejes nos ayuda para una referencia de medición para ver cuánto ha viajado  la cáscara de la manzana, en cada determinado tiempo, y en cada punto del espacio. (el tiempo ahora se vuelve como la distancia de un punto del universo hacia su origen)

Y así como se infla un globo y alguna zona del globo se topa con algún objeto o materia que impida que se infle dicho globo de forma constante, entonces podemos deducir que en nuestro universo (de cáscara de manzana) donde exista mayor materia acumulada, ésta actuará como impedimento para que los vectores del tiempo no crezcan de forma uniforme y constante.

tiempo1

Figura 1: El tiempo (líneas negras) ahora se podría decir que es tan simple como la distancia de un punto del universo hacia su origen…   con un principio claro,  y creciendo al infinito, donde en algunos puntos del espacio el tiempo no ha avanzado tanto en comparación a otros puntos.

En la imagen las líneas negras describen el tiempo donde unas crecen más que otras, y esto se traduce a por ejemplo que varios vectores están llegando a un tiempo X, mientras los vectores del tiempo que se topan con grandes cantidades de materia como un sol, o agujeros negros, el tiempo no será X; Sino X menos un valor Y, todo en relación a la oposición de materia que se encuentre a su paso.

Entonces:

Donde exista mayor acumulación de masa, el tiempo no crece lo que debiera de crecer.

A diferencia donde casi no hay masa y el tiempo continúa sin impedimentos avanzando, de forma radial y constante.

Con esto, podríamos pensar ahora en este ejemplo de como funciona el tiempo:

Poniendo valores arbitrarios: en la cáscara-universo donde no existe un hoyo negro, el tiempo es digamos: t60 y donde existe el hoyo negro el tiempo mide t50. Y si los medimos con los relojes atómicos los resultados son exactamente t60 y t50 respectivamente.

Entonces…Viajar en el tiempo y regresar al mismo lugar de origen ¿será factible?

Pensando como los gemelos que viajan en el tiempo ¿qué ocurre realmente?

Un gemelo que nace en el hoyo negro definitivamente si es más joven con respecto al gemelo que no está en el agujero; pero si el gemelo se avienta en un t60 al hoyo, y dejamos pasar t10 tiempos.  Entonces el gemelo de afuera tendría t70 sin controversias por su edad; pero el gemelo dentro del hoyo si en pocos segundos cae a la misma velocidad de expansión del universo (en sentido contrario), ahora podría tener  t60 años teóricos-constantes, y  sus mediciones estarían en t60 de forma correcta, esto daría una percepción que el tiempo se detuvo para él, y más que viajar en el tiempo solo se está pausando el vector de tiempo en un cierto punto del universo para dicho gemelo; pero seamos más aventurados … si cae más allá del radio del tiempo t60, (viaja más profundo) estaría ahora regresando en el tiempo, emulando un viaje al pasado y chance podrá estar posicionado más al fondo del universo ahora en un tiempo con radio t50).

Lamentablemente, este viaje al pasado primeramente no puede ser en el mismo espacio origen donde vivió nuestro gemelo, sino solo en un hoyo negro… Siempre sería en otra coordenada del espacio-tiempo cuando se hace este viaje.  Y también hay que tomar en cuenta que: si su alrededor es un universo más joven, el mismo debería ser afectado por esta juventud. Por ende, esto genera una paradoja de rejuvenecer que aparte es distinto a parar el tiempo, ya que el problema ahora es, que el tiempo sería menor para el gemelo, y no cero; quisiera pensar que detener el tiempo se asemeja más a la temperatura de la materia y el cero absoluto, donde no se puede traspasar el ir más allá del cero y por ende no debería haber tiempos negativos.

Y en segundo punto, para que esta problemática o paradoja de tiempos restados o negativos ocurra, primero debería haber más materia o energía que comprima el globo o cáscara en solo una porción del espacio, a la misma o mayor velocidad de expansión del universo, cosa que en nuestro universo ni acumulando toda la materia en un punto ocurriría, haciendo que se no se cumpla tener tiempos negativos.  (al final los hoyos negros son como hormiguitas tratando de frenar una expansión y sin saber que siguen siendo arrastrados en sentido contrario, aunque den su mayor esfuerzo por frenar la expansión)

Entonces: un viaje en el tiempo, al final implica a lo mucho solo detener el tiempo, supongo que para algunas personas suena genial ser inmortal; pero al menos que migremos nuestra casa, nuestros amigos y nuestra ciudad al hoyo negro no tendría sentido ser materia que no envejece tan lejos del hogar.

Por otro lado, si hipotéticamente encontramos energía suficiente (más energía y materia de lo que existe en nuestro universo) para rebasar ese umbral de la velocidad de expansión del universo no  sabríamos si corremos el riesgo de desgarrar nuestro universo, así como una aguja trata de frenar la inflación de un globo. (generar tanta energía en tan poco espacio pudiera desestabilizar el orden de dicho universo).

tiempo2

Figura 2: Comprimir el tiempo en un solo punto del universo requiere más energía-materia de la que existe en nuestro universo, el cual hace que en nuestro universo sea probablemente imposible comprimir o parar el tiempo.

Reflexionando… Si esta geometría del espacio-tiempo llegara a ser correcta, entoces nos abre a más ideas, como por ejemplo, ahora tampoco habría impedimento para encontrar zonas del universo que avanzan, envejecen más rápido que el tiempo constante-radial actual. (como en una llanta radial donde se ha abombado y roto sus hilos radiales, generando una burbuja, esto por falta de materia que funja como red o freno a la presión del tiempo)

tiempo3

Figura 3: Donde no exista concentración de materia (abombamiento hipotético) en el espacio, el tiempo sería mayor. (el tiempo se extiende más) ya que la distancian desde el big bang será mayor en relación a otros puntos del universo donde exista mas materia.

Si estas zonas existen, deberían ser zonas de vacíos extremos, de vacíos de materia dentro de nuestro universo… Y si pudiéramos, en vez de enfocarnos en hoyos negros, enfocarnos en estas protuberancias para experimentar viajar al futuro, sin el riesgo de ser desgarrados por tanta gravedad dentro de un hoyo negro… Ahora nuestro problema para viajar es emular la gravedad y presión constante en un vacio, y esto con una simple aceleración radial de cuerpos se pudiera emular.

Hagamos este otro experimento mental:

Supongamos que el tiempo actual es t60 y viajamos en unos segundos en una máquina tipo odisea 2000 con rotación gravitatoria hacia un tiempo t70 abombado, internamente al haber gravedad o masa emulada podríamos envejecer a velocidad similar a la tierra (salvándonos de no envejecer los t10 tiempos), y seríamos casi igual de jóvenes; pero ahora en un espacio t70 , aunque solo dentro de la nave girando el tiempo es t60, emulando que fuimos al futuro; pero en un espacio o coordenada distinta a nuestro origen.

Y si ahora pretendemos regresar al espacio-tiempo t60 origen, desplazándonos a nuestro espacio t60 en unos segundos.  Realmente lo que conseguiríamos (óptimamente) es solo ser más viejos por unos segundos con respecto a los que dejamos en tierra (más segundos de ida  y segundos de regreso)…pero si nuestro sueño es el viaje en el tiempo para ser jóvenes y ver el futuro como en las películas, implicaría mejor mandar a toda la tierra sin nosotros a este viaje y esperar unos segundos a que la tierra regrese. (simplemente al revés que el los viajes dentro de un agujero negro)

Nota: obviamente no podemos viajar en pocos segundos a una zona del universo donde detectemos este vacio o tiempo abombado: y hacer el viaje  costaría un tiempo de ida y otro de regreso más de vejez a nuestros viajeros o a nuestros objetos que enviemos a este viaje. (simplemente no son solo segundos como el ejemplo anterior)

 Resultado de imagen de Paradoja de los gemelos

Para finalizar remontando a Einstein y para entender mejor el espacio-tiempo pareciera que:

Viajando a la velocidad cercana de la luz; y regresar al punto de partida, la teoría dice que el gemelo viajero es más joven que el gemelo de la tierra…. Pareciera que envejecer no depende tanto de la velocidad de la luz; sino de la concentración de masa que existe a esa velocidad, la cual se vuelve infinita la masa, y que hace que el vector tiempo no crezca en comparación a otros vectores, y por ende éste tiempo no avance, similar a lo que ocurre en un hoyo negro, y de la misma forma, pero a la inversa, el tiempo avanzará mas, si algo o alguien viaja hacia un abombamiento radial hipotético y regresa después a su punto de origen.

visto de otra forma, tendríamos que:

E = mc2 (Energía es igual a Masa por la velocidad de la luz al cuadrado)
Hoy entendemos que viajar a la velocidad de c = frenar el tiempo
viajar a la cercana velocidad de c = desacelerar el tiempo
¿Pero será “c”  o sera “m” quien provoca este freno? al final  la masa que tiende a infinito es quien impide que siga el vector tiempo a su velocidad normal.

Hacer viajar un fotón a la velocidad de la luz no genera más gravedad o masa, los fotones no tienen masa; pero hacer viajar una partícula con masa a la velocidad de la luz efectivamente la masa aparenta volverse infinita…además que para que exista masa se requieren de bosones Higs, y no de bosones de tipo fotón,  y entonces la masa es la responsable de frenar el avance del tiempo en un cierto punto del espacio. ( y así llegamos a entender que el espacio es curvo y que el tiempo no es constante en todo el espacio)

Lo que Einstein encontró como espacio-tiempo y su deformación por la gravedad,  también se puede explicar con peras o simplemente con manzanas.

Curioso, Newton usó una manzana para explicar la gravedad, y ahora una manzana sirve para explicar como la gravedad y el espacio se relaciona con lo que hoy llamamos el tiempo.

Autor: Luis Palau

Por imaginar… ¡Que no quede!

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Representación de un agujero negro

Representación de un agujero negro – Zhaoyo Li

¿Están los agujeros negros enviando materia al futuro?

Astrónomos sugieren que el Espacio-Tiempo se curva muy fuertemente cerca del centro de un agujero negro, pero que no llega a quebrarse, sino que continúa en una región en el futuro que tiene estructura de un agujero blanco.

Resultado de imagen de Agujeros Blancos

 

 

 

Hace apenas unos días, publicábamos en ABC una serie de nuevas ideas que abren la posibilidad a la existencia real de agujeros blancos, objetos teóricos que funcionarían «al contrario» de los agujeros negros, expulsando materia en lugar de absorberla. Carlo Rovelli, investigador del Centro de Física Teórica del CNRS francés y de la Universidad de Aix-Marseille, sostenía que los agujeros blancos son, en realidad, una evolución de los propios agujeros negros.

Imagen relacionadaResultado de imagen de Agujeros Blancos

Según el artículo, en uno entra la materia en nuestro Universo para hacer un viaje hacia el futuro donde aparecerá en forma de agujero blanco. Imposible, lo que se dice imposible hay pocas cosas pero… ¡Esto me parece rizar el rizo! Hay muchas razones para no creer que el destino de la materia de un agujero negro sea el de viajar al futuro (que no existe).

Y ahora, dos nuevos estudios recién publicados en Physical Review Letters y Physical Review D, respectivamente, abundan en esa posibilidad. Y sugieren que toda la materia que se traga un agujero negro podría ir a parar… al futuro.

Los agujeros negros siguen estando entre los objetos más misteriosos del Universo. Conocemos, eso sí, lo que sucede fuera de ellos, a su alrededor e incluso en el mismísimo horizonte de sucesos, la frontera invisible que marca el punto de no retorno para cualquier cosa que la cruce, incluída la luz. Pero nadie sabe a ciencia cierta lo que sucede al otro lado de ese límite, dentro de un agujero negro, ni tampoco cuál es el destino final de la materia atrapada en él.

Resultado de imagen de La Singularidad del agujero negro

Esto es, lo que siempre nos dijeron los físicos según la Relatividad General

Según la Teoría General de la Relatividad de Einstein, todo lo que entra en un agujero negro seguirá cayendo hacia su centro, atraído por una gravedad cada vez más fuerte, hasta llegar a comprimirse en un único punto de tal densidad que el mismísimo tejido espaciotemporal se quebraría. En ese punto, llamado singularidad, las leyes de la Física ya no tendrían efecto, el mismísimo tiempo se detendría y la realidad tal y como la conocemos se desvanecería por completo.

¿Y si hemos entendido mal los agujeros negros?

 

Resultado de imagen de Es el agujero negro un pasadizo hacia otro universo

 

Si los agujeros negros fueran pasadizos hacia otros universos… ¡Serían agujeros de gusano!

 

 

Resultado de imagen de El Puente de Einstein-Rosen

 

¿Es aquí hasta donde quieren llegar con estas ideas?

 

Pero según Abhay Ashtekar y Javier Olmedo, de la Universidad Estatal de Pennsylvania, y Parampreet Singh, de la de Louisiana, autores de los dos artículos citados arriba, las cosas podrían ser muy diferentes. De hecho, su trabajo, igual que el de Carlo Rovelli, podría cambiar para siempre lo que creemos saber sobre los agujeros negros. Especialmente en lo que se refiere a la auténtica naturaleza de sus centros, que según estos investigadores «podríamos haber entendido mal».

El problema principal, por supuesto, es el de la singularidad. La simple idea de que puedan existir esos puntos que, pese a tener una densidad infinita, no ocupan espacio alguno, se considera como una aberración, algo que no puede existir en la naturaleza. Hasta ahora, y bajo el paraguas de «gravedad cuántica», numerosos investigadores han formulado diversas propuestas teóricas, desarrollando unas matemáticas completamente nuevas que puedan servir para describir cómo funciona la gravedad en el microcosmos de las partículas subatómicas.

Representación gráfica del entramado de bucles que definen el espacio-tiempo según la LQC

“La gravedad cuántica de bucles o de lazos (LQG, por Loop Quantum Gravity), o también gravedad cuántica de recurrencias, es una teoría de gravedad cuántica formulada por Abhay Ashtekar en 1986,1​ que mezcla las teorías aparentemente incompatibles de la mecánica cuántica y la relatividad general. Como teoría de la gravedad cuántica, es el competidor principal de la teoría de las cuerdas, aunque quienes sostienen esta última exceden en número a quienes sostienen la teoría de bucles por un factor, aproximadamente, de 10 a 1″

Uno de esos intentos es la llamada « gravedad cuántica de bucles», que entre otras cosas predice que el espacio-tiempo puede cuantificarse, de modo que existe una unidad mínima más allá de la cual el espacio-tiempo no puede subdividirse más. Pues bien, al aplicar la gravedad cuántica de bucles a los puntos centrales de los agujeros negros, los investigadores afirman que el resultado no fue una singularidad, sino algo muy diferente.

La alternativa a la singularidad

 

 

Resultado de imagen de El espacio-tiempo se curva cerca del agujero negro

 

Los cálculos, en efecto, predicen que el espacio-tiempo se curva muy fuertemente cerca del centro de un agujero negro. Pero no llega a quebrarse, sino que continúa en una región en el futuro que tiene la estructura de un agujero blanco. Un agujero blanco es como un agujero negro pero al revés, es decir, que en lugar de atraer la materia hacia sí, la «dispara» hacia fuera.

Se sabe que en presencia de campos gravitacionales muy fuertes, el tiempo se ralentiza. Y los agujeros negros contienen los campos gravitacionales más fuertes del Universo. Debido a ello, una posible interpretación de este nuevo trabajo es que la materia cae en un agujero negro y luego «rebota», disparando la masa a través del cosmos. Debido a que el tiempo es muy lento cerca del centro de un agujero negro, visto desde fuera ese proceso duraría una enorme cantidad de tiempo. Si los investigadores tienen razón, en un futuro muy lejano, donde ahora hay agujeros negros, la materia estallará, esparciendo la materia por todo el cosmos a través de agujeros blancos.

Imagen relacionada

El cine nos ha dejado alguna visión de lo que podría ser – Escena de Interstellar. Imagen: Warner Bros. / Syncopy / Paramount Pictures / Legendary

La idea es provocativa y muy sugerente, aunque antes de considerarse válida será necesario probarla experimentalmente. Y resulta que existen varias formas de hacerlo. Desde hace tiempo, por ejemplo, científicos de todo el mundo han venido detectando en el espacio una serie de fenómenos enormemente energéticos que se resisten a ser explicados.

Dos de ellos son los rayos cósmicos de alta energía que golpean de cuando en cuando la atmósfera de la Tierra; y los llamados « estallidos rápidos de radio», que se producen cuando se detecta una enorme cantidad de energía de radio en un periodo muy breve de tiempo. Según los investigadores, ambos fenómenos podrían ser, en principio, la firma de un agujero negro en transición hacia un agujero blanco.

Lo mismo que montamos estructuras bnajo tierra para detectar neutrinos, podríamos inventar otras que nos digan, de manera cierta, si todo esto que apunta el reportaje podría ser cierto.

La idea resulta sumamente interesante, aunque no está aún lo suficientemente madura como para ser aceptada por la comunidad científica. Pero si las predicciones de la gravedad cuántica de bucles mejoran y sus resultados empiezan a parecerse más y más a los fenómenos astronómicos inexplicables observados por los astrónomos, entonces habremos dado un gran paso para comprender tanto el pasado como el futuro del Universo en que vivimos.

Reportaje de prensa de José M. Nieves

¡Qué cosas!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Avances hacia el futuro, Física Relativista    ~    Comentarios Comments (1)

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Resultat d'imatges de Boletín de la R.S.E.F.

Resultat d'imatges de Boletín de la R.S.E.F.

 

Como cada cierto tiempo, recibo el Boletin informativo con las últimas novedades que me envía, como miembro numjerario, la Real Sociedad Española de Física, y, con cierta sorpresa puedo leer una noticia que me ha sorprendido.

Resultat d'imatges de Colisión de dos agujeros de gusano

 

¿Pueden colisionar dos agujeros de gusano y emitir ondas gravitacionales?

La Noticia se titula: Ecos de Agujeros de Gusano

 

“Un equipo de la Universidad de Lovaina, en el que participa el físico Pablo A. Cano (IFT – UANI/CSIC) ha presentado un modelo que predice cómo se detectarían las ondas gravitatorias originadas por la colisión de dos agujeros de gusano en rotación.

 

Resultat d'imatges de LIGO

LIGO

 

Resultat d'imatges de VIRGO y las ondas gravitatorias

VIRGO

 

la parte final de la señal gravitatoria detectada en LIGO y VIRGO, se corresponde con la última etapa de la colisión de dos agujeros negros y tiene la propiedad de apagarse completamente tras un breve período de tiempo debido a la presencia del Horizonte de Sucesos.

 

 

Resultat d'imatges de Agujeros negros en colisión emitiendo ondas gravitatorias

 

Si no hubiera horizonte, esas oscilaciones no se apagarían del todo, sino que al cabo de cierto tiempo producierían una serie de ecos. Y curiosamente, si en lugar de aguros negros hubiera objetos exóticos, la señal debería ser similar. Así que se necesita determinar la presencia o ausencia de todos los ecos para distinguir los dos tipos de objetos.

El trabajo ha sido publicado en Physical Review D.

 

Misterios de la Naturaleza

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¿Por qué la materia no puede moverse más deprisa que la velocidad de la luz?

                                    Fotones que salen disparados a la velocidad de c. ¿Qué podría seguirlos?

Para contestar esta pregunta hay que advertir al lector que la energía suministrada a un cuerpo puede influir sobre él de distintas maneras. Si un martillo golpea a un clavo en medio del aire, el clavo sale despedido y gana energía cinética o, dicho de otra manera, energía de movimiento. Si el martillo golpea sobre un clavo, cuya punta está apoyada en una madera dura e incapaz de moverse, el clavo seguirá ganando energía, pero esta vez en forma de calor por rozamiento al ser introducido a la fuerza dentro de la madera.

Albert Einstein demostró en su teoría de la relatividad especial que la masa cabía contemplarla como una forma de energía (E = mc2.) Al añadir energía a un cuerpo, esa energía puede aparecer en la forma de masa o bien en otra serie de formas.

A medida que aumenta la velocidad del cuerpo (suponiendo que se le suministra energía de manera constante) es cada vez menor la energía que se convierte en velocidad y más la que se transforma en masa. Observamos que, aunque el cuerpo siga moviéndose cada vez más rápido, el ritmo de aumento de velocidad decrece. Como contrapartida, notamos que gana más masa a un ritmo ligeramente mayor.

Al aumentar aún más la velocidad y acercarse a los 299.792’458 Km/s, que es la velocidad de la luz en el vacío, casi toda la energía añadida entra en forma de masa. Es decir, la velocidad del cuerpo aumenta muy lentamente, pero la masa es la que sube a pasos agigantados. En el momento en que se alcanza la velocidad de la luz, toda la energía añadida se traduce en masa.

El cuerpo no puede sobrepasar la velocidad de la luz porque para conseguirlo hay que comunicarle energía adicional, y a la velocidad de la luz toda esa energía, por mucha que sea, se convertirá en nueva masa, con lo cual la velocidad no aumentaría ni un ápice.

                     La luz está dentro de la materia y en el universo… ¡por todas partes!

En condiciones ordinarias, la ganancia de energía en forma de masa es tan increiblemente pequeña que sería imposible medirla. Fue en el siglo XX (al observar partículas subatómicas que, en los grandes aceleradores de partículas, se movían a velocidades de decenas de miles de kilómetros por segundo) cuando se empezaron a encontrar aumentos de masa que eran suficientemente grandes para poder detectarlos. Un cuerpo que se moviera a unos 260.000 Km por segundo respecto a nosotros mostraría una masa dos veces mayor que cuando estaba en reposo (siempre respecto a nosotros).

                No un pulsar tampoco puede ser más rápido que la luz

La energía que se comunica a un cuerpo libre puede integrarse en él de dos maneras distintas:

  1. En forma de velocidad, con lo cual aumenta la rapidez del movimiento.
  2. En forma de masa, con lo cual se hace “más pesado”.

La división entre estas dos formas de ganancia de energía, tal como la medimos nosotros, depende en primer lugar de la velocidad del cuerpo (medida, una vez más, por nosotros).

Si el cuerpo se mueve a velocidades normales, prácticamente toda la energía se incorpora a él en forma de velocidad: se moverá más aprisa sin cambiar su masa.

A medida que aumenta la velocidad del cuerpo (suponiendo que se le suministra energía de manera constante) es cada vez menor la energía que se convierte en velocidad y más la que se transforma en masa. Observamos que, aunque el cuerpo siga moviéndose cada vez más rápido, el ritmo de aumento de velocidad decrece. Como contrapartida, notamos que gana más masa a un ritmo ligeramente mayor.

En gracia quizás podamos superarla pero, en velocidad…no creo, c es el tope que impone el Universo para la velocidad, es el límite al que podemos enviar información y también, al que nos podemos mover con las más rápidas naves que pudiéramos iconstruir.

Todo esto no es pura teoría, sino que ha sido comprobado, una y mil veces en los grandes aceleradores de partículas, donde el muón, por ejemplo, aumentó su masa diez veces al acercarse a velocidades relativistas, es la realidad de los hechos.

           Ninguna nave, por los medios convencionales, podrá nunca superar la velocidad de la luz

La velocidad de la luz es la velocidad límite en el universo. Cualquier cosa que intente sobrepasarla adquiriría una masa infinita, y, siendo así (que lo es), nuestra especie tendrá que ingeniarse otra manera de viajar para poder llegar a las estrellas, ya que, la velocidad de la luz nos exige mucho tiempo para alcanzar objetivos lejanos, con lo cual, el sueño de llegar a las estrellas físicamente hablando, está lejos, muy lejos. Es necesario encontrar otros caminos alejados de naves que, por muy rápida que pudieran moverse, nunca podrían transpasar la velocidad de la luz, el principio que impone la relatividad especial lo impide, y, siendo así, ¿cómo iremos?

La velocidad de la luz, por tanto, es un límite en nuestro universo; no se puede superar. Siendo esto así, el hombre tiene planteado un gran reto, no será posible el viaje a las estrellas si no buscamos la manera de esquivar este límite de la naturaleza, ya que las distancias que nos separan de otros sistemas solares son tan enormes que, viajando a velocidades por debajo de la velocidad de la luz, sería casi imposible alcanzar el destino deseado.

                De momento sólo con los Telescopios podemos llegar tan lejos.

Los científicos, físicos experimentales, tanto en el CERN como en el FERMILAB, aceleradores de partículas donde se estudian y los componentes de la materia haciendo que haces de protones o de muones, por ejemplo, a velocidades cercanas a la de la luz choquen entre sí para que se desintegren y dejen al descubierto sus contenidos de partículas aún más elementales. Pues bien, a estas velocidades relativistas cercanas a c (la velocidad de la luz), las partículas aumentan sus masas; sin embargo, nunca han logrado sobrepasar el límite de c, la velocidad máxima permitida en nuestro universo.

Es preciso ampliar un poco más las explicaciones anteriores que no dejan sentadas todas las cuestiones que el asunto plantea, y quedan algunas dudas que incitan a formular nuevas preguntas, como por ejemplo: ¿por qué se convierte la energía en masa y no en velocidad?, o ¿por qué se propaga la luz a 299.793 Km/s y no a otra velocidad?

Sí, la Naturaleza nos habla, simplemente nos tenemos que parar para poder oír lo que trata de decirnos y, entre las muchas cosas que nos dice, estarán esos mensajes que nos indican el camino por el que debemos encontrar lo que buscamos para burlar a la velocidad de la luz, conseguir los objetivos y no vulnerar ningún principio físico impuesto por la Naturaleza.

La única respuesta que podemos dar hoy es que así, es el universo que nos acoge y las leyes naturales que lo rigen, donde estamos sometidos a unas fuerzas y unas constantes universales de las que la velocidad de la luz en el vacio es una muestra.

A velocidades grandes cercanas a la de la luz (velocidades relativistas) no sólo aumenta la masa del objeto que viaja, sino que disminuye también su longitud en la misma dirección del movimiento (contracción de Lorentz) y en dicho objeto y sus ocupantes – si es una nave – se retrasa al paso del tiempo, o dicho de otra manera, el tiempo allí transcurre más despacio.

A menudo se oye decir que las partículas no pueden moverse “más deprisa que la luz” y que la “velocidad de la luz” es el límite último de velocidad. Pero decir esto es decir las cosas a medias, porque la luz viaja a velocidades diferentes dependiendo del medio en el que se mueve. Donde más deprisa se mueve la luz es en el vacío: allí lo hace a 299.792’458 Km/s. Este sí es el límite último de velocidades que podemos encontrar en nuestro universo.

File:Military laser experiment.jpg

                                      Fotones emitidos por un rayo coherente conformado por un láser

Tenemos el ejemplo del fotón, la partícula mediadora de la fuerza electromagnética, un bosón sin masa que recorre el espacio a esa velocidad antes citada. Hace no muchos días se habló de la posibilidad de que unos neutrinos hubieran alcanzado una velocidad superior que la de la luz en el vacío y, si tal cosa fuera posible, o, hubiera pasado, habríamos de relagar parte de la Teoría de la Relatividad de Einstein que nos dice lo contrario y, claro, finalmente se descubrió que todo fue una falsa alarma generada por malas mediciones. Así que, la teoría del genio, queda intacta.

¡La Naturaleza! Observémosla. De todas las maneras, como nuestra imaginación es casi tan grande como el mismo universo, ya se han postulado teorías para ir buscando la manera de poder desvelar si existe alguna posibilidad de que la velocidad de la luz sea superada.

Fórmula relativista de adición de velocidades.

En matemáticas se llama prolongación de una función a la extensión de su dominio más allá de sus singularidades, que se comportan como frontera entre el dominio original y el extendido. Normalmente, la prolongación requiere incluir algunos cambios de signo en la definición de la función extendida para evitar que aparezcan valores imaginarios puros u otros números complejos. La matemática de la teoría de la relatividad puede ser aplicada a partículas que se mueven a una velocidad mayor que la de la luz (llamadas taquiones) si aceptamos que la masa y la energía de estas partículas pueden adoptar valores imaginarios puros. El problema es que no sabemos qué sentido físico tienen estos valores imaginarios.

emilio silvera

Misterios de la Naturaleza

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¿Por qué la materia no puede moverse más deprisa que la velocidad de la luz? Porque cuando se acerca a las velocidades relativistas, es decir, la velocidad de la luz en el vacío, c, la energía inercial se convierte en masa y, al llegar a c (299.792,458 m/s), sería infinita.

                                 Fotones que salen disparados a la velocidad de c. ¿Qué podría seguirlos?

Para contestar esta pregunta hay que advertir al lector que la energía suministrada a un cuerpo puede influir sobre él de distintas maneras. Si un martillo golpea a un clavo en medio del aire, el clavo sale despedido y gana energía cinética o, dicho de otra manera, energía de movimiento. Si el martillo golpea sobre un clavo, cuya punta está apoyada en una madera dura e incapaz de moverse, el clavo seguirá ganando energía, pero esta vez en forma de calor por rozamiento al ser introducido a la fuerza dentro de la madera.

Albert Einstein demostró en su teoría de la relatividad especial que la masa cabía contemplarla como una forma de energía (E = mc2.) Al añadir energía a un cuerpo, esa energía puede aparecer en la forma de masa o bien en otra serie de formas.

En condiciones ordinarias, la ganancia de energía en forma de masa es tan increiblemente pequeña que sería imposible medirla. Fue en el siglo XX (al observar partículas subatómicas que, en los grandes aceleradores de partículas, se movían a velocidades de decenas de miles de kilómetros por segundo) cuando se empezaron a encontrar aumentos de masa que eran suficientemente grandes para poder detectarlos. Un cuerpo que se moviera a unos 260.000 Km por segundo respecto a nosotros mostraría una masa dos veces mayor que cuando estaba en reposo (siempre respecto a nosotros).

                No, un púlsar tampoco puede ser más rápido que la luz

La energía que se comunica a un cuerpo libre puede integrarse en él de dos maneras distintas:

  1. En forma de velocidad, con lo cual aumenta la rapidez del movimiento.
  2. En forma de masa, con lo cual se hace “más pesado”.

La división entre estas dos formas de ganancia de energía, tal como la medimos nosotros, depende en primer lugar de la velocidad del cuerpo (medida, una vez más, por nosotros).

Si el cuerpo se mueve a velocidades normales, prácticamente toda la energía se incorpora a él en forma de velocidad: se moverá más aprisa sin cambiar su masa.

A medida que aumenta la velocidad del cuerpo (suponiendo que se le suministra energía de manera constante) es cada vez menor la energía que se convierte en velocidad y más la que se transforma en masa. Observamos que, aunque el cuerpo siga moviéndose cada vez más rápido, el ritmo de aumento de velocidad decrece. Como contrapartida, notamos que gana más masa a un ritmo ligeramente mayor.

En gracia quizás podamos superarla pero, en velocidad…no creo, c es el tope que impone el Universo para la velocidad.

Al aumentar aún más la velocidad y acercarse a los 299.792’458 Km/s, que es la velocidad de la luz en el vacío, casi toda la energía añadida entra en forma de masa. Es decir, la velocidad del cuerpo aumenta muy lentamente, pero la masa es la que sube a pasos agigantados. En el momento en que se alcanza la velocidad de la luz, toda la energía añadida se traduce en masa que, llegado a cierto límite, podría ser infinita y, como infinito no hay nada, nos quedamos con que nunca, nada, podrá sobrepasar esa velocidad.

El cuerpo no puede sobrepasar la velocidad de la luz porque para conseguirlo hay que comunicarle energía adicional, y a la velocidad de la luz toda esa energía, por mucha que sea, se convertirá en nueva masa, con lo cual la velocidad no aumentaría ni un ápice.

Todo esto no es pura teoría, sino que tal como ha sido comprobado, es la realidad de los hechos.

¿Que velocidad podría ser la de la luz en otros mundos paralelos que pudieran existir fuera de nuestro universo?

          Ninguna nave, por los medios convencionales, podrá nunca superar la velocidad de la luz

La velocidad de la luz es la velocidad límite en el universo. Cualquier cosa que intente sobrepasarla adquiriría una masa infinita, y, siendo así (que lo es), nuestra especie tendrá que ingeniarse otra manera de viajar para poder llegar a las estrellas, ya que, la velocidad de la luz nos exige mucho tiempo para alcanzar objetivos lejanos, con lo cual, el sueño de llegar a las estrellas físicamente hablando, está lejos, muy lejos. Es necesario encontrar otros caminos alejados de naves que, por muy rápida que pudieran moverse, nunca podrían superar la velocidad de la luz, el principio que impone la relatividad especial lo impide, y, siendo así, ¿cómo iremos? La única manera sería burlar a c, si podemos, al fin, abrir una ventana al hiperespacio.

La velocidad de la luz, por tanto, es un límite en nuestro universo; no se puede superar. Siendo esto así, el hombre tiene planteado un gran reto, no será posible el viaje a las estrellas si no buscamos la manera de esquivar este límite de la naturaleza, ya que las distancias que nos separan de otros sistemas solares son tan enormes que, viajando a velocidades por debajo de la velocidad de la luz, sería casi imposible alcanzar el destino deseado.

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De momento sólo con los Telescopios podemos llegar tan lejos. A´hí han captado la galaxia más lejana del Universo

Los científicos, físicos experimentales, tanto en el CERN como en el FERMILAB, aceleradores de partículas donde se estudian y los componentes de la materia haciendo que haces de protones o de muones, por ejemplo, a velocidades cercanas a la de la luz choquen entre sí para que se desintegren y dejen al descubierto sus contenidos de partículas aún más elementales. Pues bien, a estas velocidades relativistas cercanas a c (la velocidad de la luz), las partículas aumentan sus masas; sin embargo, nunca han logrado sobrepasar el límite de c, la velocidad máxima permitida en nuestro universo.

Es preciso ampliar un poco más las explicaciones anteriores que no dejan sentadas todas las cuestiones que el asunto plantea, y quedan algunas dudas que incitan a formular nuevas preguntas, como por ejemplo: ¿por qué se convierte la energía en masa y no en velocidad?, o ¿por qué se propaga la luz a 299.793 Km/s y no a otra velocidad?

Sí, la Naturaleza nos habla, simplemente nos tenemos que parar para poder oír lo que trata de decirnos y, entre las muchas cosas que nos dice, estarán esos mensajes que nos indican el camino por el que debemos coger para burlar a la velocidad de la luz, conseguir los objetivos y no vulnerar ningún principio físico impuesto por la Naturaleza.

La única respuesta que podemos dar hoy es que así, es el universo que nos acoge y las leyes naturales que lo rigen, donde estamos sometidos a unas fuerzas y unas constantes universales de las que la velocidad de la luz en el vacio es una muestra.

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Habián lanzado un haz de muones que alcanzó velocidades relativistas, y, se dieron cuenta que su peso, había crecido diez veces. Como la velocidad de la luz …

La relatividad de la masa

La teoría de la invariancia predice que la masa observada de un objeto aumentará a medida que aumente la velocidad relativa del objeto. Curiosamente, este efecto se había observado incluso antes de la teoría de Einstein, cuando los científicos se sorprendieron al notar un aumento en la masa de los electrones de alta velocidad en los tubos de vacío. Este efecto se observa fácilmente hoy en día en los aceleradores de partículas, donde las partículas elementales cargadas, como los electrones o los protones, se aceleran mediante campos electromagnéticos a velocidades tan altas como 0,9999999 de la velocidad de la luz. Las masas de estas partículas aumentan exactamente la cantidad predicha por la fórmula de Einstein. A esa velocidad, el aumento de su masa mm es aproximadamente 2236 veces la masa en reposo. De hecho, los aceleradores circulares deben diseñarse para tener en cuenta este aumento de masa.

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A velocidades grandes cercanas a la de la luz (velocidades relativistas) no sólo aumenta la masa del objeto que viaja, sino que disminuye también su longitud en la misma dirección del movimiento (contracción de Lorentz) y en dicho objeto y sus ocupantes – si es una nave – se retrasa al paso del tiempo, o dicho de otra manera, el tiempo allí transcurre más despacio.

A menudo se oye decir que las partículas no pueden moverse “más deprisa que la luz” y que la “velocidad de la luz” es el límite último de velocidad. Pero decir esto es decir las cosas a medias, porque la luz viaja a velocidades diferentes dependiendo del medio en el que se mueve. Donde más deprisa se mueve la luz es en el vacío: allí lo hace a 299.792’458 Km/s. Este sí es el límite último de velocidades que podemos encontrar en nuestro universo.

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                                      Fotones emitidos por un rayo coherente conformado por un láser

Tenemos el ejemplo del fotón, la partícula mediadora de la fuerza electromagnética, un bosón sin masa que recorre el espacio a esa velocidad antes citada. Hace no muchos días se habló de la posibilidad de que unos neutrinos hubieran alcanzado una velocidad superior que la de la luz en el vacío y, si tal cosa fuera posible, o, hubiera pasado, habríamos de relegar parte de la Teoría de la Relatividad de Einstein que nos dice lo contrario y, claro, finalmente se descubrió que todo fue una falsa alarma generada por malas mediciones. Así que, la teoría del genio, queda intacta.

¡La Naturaleza! Observémosla.

emilio silvera