Cuando Einstein tenía 26 años, calculó exactamente cómo debía cambiar la energía si el principio de la relatividad era correcto, y descubrió la relación E=mc2. Puesto que la velocidad de la luz al cuadrado (c2) es un número astronómicamente grande, una pequeña cantidad de materia puede liberar una enorme cantidad de energía. Dentro de las partículas más pequeñas de materia hay un almacén de energía, más de un millón de veces la energía liberada en una explosión química. La materia, en cierto sentido, puede verse como un depósito casi inagotable de energía; es decir, la materia es en realidad, energía condensada.
“¿Qué es el factor de Lorentz? (No es una fórmula mágica) Es una fórmula basada en trigonometría, que en relatividad especial, es trigonometría en la cuarta dimensión. Donde toma a “c”, como constante (en la cuarta dimensión).”
Einstein supo ver que las dimensiones más altas tienen un propósito: unificar los principios de la Naturaleza. Al añadir dimensiones más altas podía unir conceptos físicos que, en un mundo tridimensional, no tienen relación, tales como la materia y la energía o el espacio y el tiempo que, gracias a la cuarta dimensión de la relatividad especial, quedaron unificados.
Nuevos conceptos que desataron nuestra imaginación
Desde entonces, estos conceptos, los tenemos que clasificar, no por separado, sino siempre juntos como dos aspectos de un mismo ente materia-energía por una parte y espacio-tiempo por la otra. El impacto directo del trabajo de Einstein sobre la cuarta dimensión fue, por supuesto, la bomba de hidrógeno, que se ha mostrado la más poderosa creación de la ciencia del siglo XX. Claro que, en contra del criterio de Einstein que era un pacifista y nunca quiso participar en proyectos de ésta índole.
Si analizamos cada una de estas imágenes y ecuaciones, podemos sentir mareo de lo que significan, y, desde luego, en su momento, supuso una gran revolución en el mundo de la Física, vino a trastocarlo todo.
Einstein completó su teoría de la relatividad con una segunda parte que, en parte, estaba inspirada por lo que se conoce como principio de Mach, la guía que utilizó Einstein para crear esta parte final y completar su teoría de relatividad general. También Lorentz y Maxwell estaban presentes en la teoría.
Einstein enunció que, la presencia de materia-energía determina la curvatura del espacio-tiempo a su alrededor. Esta es la esencia del principio físico que Riemann no logró descubrir: la curvatura del espacio está directamente relacionada con la cantidad de energía y materia contenida en dicho espacio.
Esto, a su vez, puede resumirse en la famosa ecuación de Einstein, que esencialmente afirma:
Materia-energía determina la curvatura del espacio-tiempo
Esta ecuación engañosamente corta es uno de los mayores triunfos de la mente humana (me he referido a ella en otras muchas ocasiones). De ella emergen los principios que hay tras los movimientos de las estrellas y las galaxias, los agujeros negros, el Big Bang, y seguramente el propio destino del Universo.
Es curiosa la similitud que se da entre la teoría del electromagnetismo y la relatividad general, mientras que Faraday experimentó y sabía los resultados, no sabía expresarlos mediante las matemáticas y, apareció Maxwell que, finalmente formuló la teoría.
Einstein, al igual que Faraday, había descubierto los principios físicos correctos, pero carecía de un formulismo matemático riguroso suficientemente potente para expresarlo (claro que Faraday no era matemático y Einstein si lo era). Carecía de una versión de los campos de Faraday para la Gravedad. Irónicamente, Riemann tenía el aparato matemático, pero no el principio físico guía, al contrario que Einstein. Así que, finalmente, fue Einstein el que pudo formular la teoría con las matemáticas de Riemann.
Tensor métrico de Riemann y la Contracción de Lorentz
Einstein, como todos sabéis, se apoyo en otros muchos para formular sus teorías relativistas desde Mach, Maxwell y Lorentz hasta el propio Riemann. Sin embargo, fue él quien tuvo la chispa de ingenio de ver con claridad el significado de todos aquellos postulados que andaban sueltos por el mundo de la física y supo reunirlos en una teoría coherente y unificadora que, a lo largo del tiempo, ha sido demostrada de manera más que suficiente y aclaratoria.
En definitiva, podemos decir que Einstein nos trajo una nueva física y puso los cimientos de la Cosmología, algunos de sus logros están arrina en las imágenes y, además:
1. El movimiento Browniano:
Este descubrimiento, llevado a cabo en 1905, explica cómo el movimiento térmico de los átomos individuales puede llegar a formar un fluido.
2. El efecto fotoeléctrico:
También descubierto en 1905, explica la aparición de las corrientes eléctricas en ciertos materiales, cuando estos se ven iluminados por la radiación electromagnética.
3. La relatividad especial:
Se trata de otro aporte expuesto en 1905. Demuestra que la velocidad de la luz es constante, mientras que la posición y el tiempo dependen de la velocidad del cuerpo.
4. Equivalencia masa-energía:
Podría decirse que 1905 fue uno de sus mejores años. Sí, el descubrimiento de esta ecuación (‘E = m x c2’) también se dio en dicho año. La misma muestra cómo una partícula de masa posee una energía en reposo, distinta a la energía cinética y potencial. Se utiliza para explicar cómo se produce la energía nuclear.
5. La relatividad general:
Publicada entre 1915 y 1916, describe la aceleración y la gravedad como aspectos distintos de una misma realidad. Esta teoría, una de las más conocidas y aplaudidas, postuló las bases para el estudio de la cosmología y la compresión de las características esenciales del universo.
La obra de Einstein está revestida de grandes éxitos en el campo de la Física y de la Cosmología, y, hasta tal punto es así que, el Cosmos sería otro sin la teoría de la Relatividad General de cuyas ecuaciones -arriba reseñadas- aún se están obteniendo consecuencias mucho más allá de los agujeros negros.
También esa simple ecuación que, se está convirtiendo en uno de los mayores logros de la Humanidad, por su sencilles y simpleza en contraposición con su profundidad y complejidad en cuanto a los mensajes que encierra, como por ejemplo, el hecho de que dichas ecuaciones de campo de la teoría de Einstein emerjan como por encanto desde las profundidades de la Teoría de cuerdas. Sin que nadie las llame, allí aparecen.
¿Qué tienen estas ecuaciones? ¿Qué mensajes nos envía? ¿Qué secretos encierra?
emilio silvera
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por Emilio Silvera ~
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el 16 de agosto del 2020 a las 7:21
Conclusion:
“Llamamos mundo al conjuro de energia sutilizandose asi misma”.
el 17 de agosto del 2020 a las 7:10
Lo cierto es que, ni los más reputados científicos han sabido nunca decirnos lo que la energía es, y, de diversas maneras y formas (entre ellas las ecuaciones), nos han dado una manera de hablar de ella como si, en realidad, supiéramos de qué estamos hablando. Todo lo que implique movimiento y cambios es la energía, y, si eso es así (que lo es), todo el Universo es energía que nosotros, hemos vestido con distintos ropajes según la ocasión y el momento.
De todas las maneras, no hay que menospreciar la inmensa imaginación que algunos han tenido para describirla, y, si tenemos que ser sinceros, en esa pequeña ecuación (E = mc2 ), encontramos una buena descripción de lo que entendemos por energía encerrada en la masa que conforma la materia que, finalmente, también es energía.
De la energía se habló y seguiremos hablando hasta la “eternidad”, y, de ella, obtendremos mil formas de representarla desde distintas perspectivas y situaciones diferentes, siempre, tratando de entender lo que todavía no comprendemos.
Uno de los diferentes “trajes” que le hicieron a la energía, la llamada “Energía de Planck -masa de Planck-” que tiene su valor en 1019 GeV, significada en los rayos cósmicos de energía extremadamente alta que descubrieron allá por los años 90,
La energía está presente en todo lo que vemos a nuestro alrededor, desde un embarazo hasta el brillo de las estrellas en la oscuridad de la noche, y, para significarla, buscamos formas y maneras que nos sirvan para poderla manejar en nuestro pequeño ámbito local aunque nos atrevamos a mencionarla hasta en las lejanas transiciones de fase que se producen a miles de millones de años luz de nosotros, lo cual, no deja de ser sorprendente, toda vez que denota, nuestro carácter pretencioso de querer ponernos a la altura de los niveles del saber que, en realidad, no hemos podido alcanzar.
Sin embargo, no podemos olvidar que somos parte del Universo (una de las partes que piensan -seguro que existen muchas más-), y, todo lo que andamos buscando (aunque no lo sepamos) es llegar a esa fusión con el Universo al que pertenecemos, al fín y al cabo, venimos de las estrellas y a las estrellas queremos ir.
¿Energía? Todo es energía… ¿Qué puede importar la manera de expresarla?
el 18 de agosto del 2020 a las 1:14
Hola muchachada.
Al respecto y salvando las diferencias conceptuales con el autor (recordar que se trata de un teólogo franciscano) me parece interesante (escribe muy bien) esta reflexión que ya tiene casi una década:
La materia no existe. Todo es energía.
2010-10-08
El título de este artículo resulta una obviedad para quien entienda mínimamente la teoría de la relatividad de Einstein, que afirma que materia y energía son equivalentes. La materia es energía altamente condensada que puede ser liberada, como lo mostró lamentablemente la bomba atómica. El camino de la ciencia ha hecho más o menos el siguiente recorrido: de la materia llegó al átomo, del átomo a las partículas subatómicas, de las partículas subatómicas a los «paquetes de onda» energética, de los paquetes de onda a las supercuerdas vibratorias en once dimensiones o más, representadas como música y color. Así un electrón vibra más o menos quinientos billones de veces por segundo. La vibración produce sonido y color. El universo sería, pues, una sinfonía de sonidos y colores. De las supercuerdas se llegó, finalmente, a la energía de fondo, al vacío cuántico.
En este contexto, recuerdo siempre una frase dicha por W.Heisenberg, uno de los padres de la mecánica cuántica, en un semestre que dio en la Universidad de Munich en 1968 en el que pude participar, y que todavía suena en mis oídos: «El universo no está hecho de cosas sino de redes de energía vibratoria, emergiendo de algo todavía más profundo y sutil». Por lo tanto, la materia perdió su foco central en favor de la energía que se organiza en campos y redes.
¿Qué es ese «algo más profundo y sutil» de donde emerge todo? Los físicos cuánticos y astrofísicos lo llaman «energía de fondo» o «vacío cuántico», expresión inadecuada porque dice lo contrario de lo que la palabra vacío significa. El vacío cuántico representa la plenitud de todas las posibles energías y sus eventuales densificaciones en los seres. De ahí que hoy se prefiera la expresión pregnant void «vacío preñado» o la «fuente originaria de todo ser». No es algo que pueda ser representado en las categorías convencionales de espacio-tiempo, pues es algo anterior a todo lo que existe, anterior al espacio-tiempo y a las cuatro energías fundamentales, la gravitatoria, la electromagnética, la nuclear fuerte y la débil.
Algunos astrofísicos lo imaginan como una especie de vasto océano, sin márgenes, ilimitado, inefable, indescriptible y misterioso en el cual, como en un útero infinito, están hospedadas todas las posibilidades y virtualidades de ser. De allí emergió, sin que podamos saber cómo ni por qué, aquel puntito extremadamente lleno de energía, inimaginablemente caliente que después explotó (big bang) dando origen a nuestro universo. Nada impide que de aquella energía de fondo hayan surgido otros puntos, gestando también otras singularidades y otros universos paralelos o en otra dimensión.
Con la aparición del universo, irrumpió simultáneamente el espacio-tiempo. El tiempo es el movimiento de la fluctuación de las energías y de la expansión de la materia. El espacio no es el vacío estático dentro del cual todo sucede, sino aquel proceso continuamente abierto que permite que las redes de energía y los seres se manifiesten. La estabilidad de la materia presupone la presencia de una poderosísima energía subyacente que la mantiene en este estado. En realidad, nosotros percibimos la materia como algo sólido porque las vibraciones de la energía son tan rápidas que no alcanzamos a percibirlas con los sentidos corporales. Pero para eso nos ayuda la física cuántica, justamente porque se ocupa de las partículas y de las redes de energía, que nos abren esta visión diferente de la realidad. La energía es y está en todo. Sin energía nada podría subsistir. Como seres conscientes y espirituales, somos una realización complejísima, sutil y extremadamente interactiva de energía.
¿Qué es esa de energía de fondo que se manifiesta bajo tantas formas? No hay ninguna teoría científica que la defina. Además necesitamos de la energía para definir la energía. No hay como escapar de esta redundancia, observada ya por Max Planck.
Esta Energía tal vez sea la mejor metáfora de lo que significa Dios, cuyos nombres pueden variar, pero señalan siempre la misma Energía subyacente. Ya el Tao Te Ching (§ 4) decía lo mismo del Tao: «El Tao es vacío, imposible de colmar, y por eso, inagotable en su acción. En su profundidad reside el origen de todas las cosas y unifica el mundo».
La singularidad del ser humano es poder entrar en contacto consciente con esta Energía. Él puede invocarla, acogerla y percibirla en forma de vida, de irradiación y de entusiasmo.
Leonardo Boff
Saludos cordiales.
el 18 de agosto del 2020 a las 7:30
¡Hola, amigo Nelson!
Al leer lo escrito que trata de explicar la energía, el origen profundo de su nacimiento, su presencia en el mundo que percibimos y, en ese otro, que alejado de nuestros sentidos solamente podemos intuir, me doy cuenta de lo asombroso que resulta que nuestras mentes hayan podido avanzar tanto en tan complejos conceptos como para poder tratar de explicarlos sin llegar, del todo, a conocer bien la “materia” de la que tratamos de hablar.
Si nos damos un paseo por todas las “regiones” del saber humano, podemos llegar a ser conscientes de la inmensa gama de conocimientos que hemos logrado alcanzar, y, sin embargo, ni poniéndolos todos juntos, podemos saber la realidad a la que pertenecemos, las preguntas siguen siendo más abundantes que las respuestas, y, aunque poco a poco vamos sacudiéndonos la carga de ignorancia que desde siempre nos acompaña, aún esa carga es pesada.
Hablar de la “Energía” es, de alguna manera, hablar de todo comprimido en esa palabra, no podemos pensar en nada en lo que la energía no esté involucrada, hasta los pensamientos y los sentimientos son energía que es maestra en ponerse distintos disfraces para cada ocasión, pero que, al fin y al cabo, energía es.
Independientemente de lo que podemos ver y comprobar, de todo lo que podemos observar y captar con nuestros sentidos y con los aparatos tecnológicos que hemos inventado para ello, aparte de todo eso, también ponemos encima de la mesa lo que imaginamos e intuimos que está ahí, y, como bien apunta en el escrito que nos ofreces, han sido muchos los sabios del pasado (y del presente) que han tenido esos profundos pensamientos en los que sitúan la “casa” de la energía, en ese lugar ignoto que llamamos vacío y que resulta estar lleno a rebosar.
Como energía que somos, convertida en consciencia, perseguimos ese todo, esa llave de la Ciencia. Cada nuevo conocimiento que podemos conquistar, esa la llave que nos abre una puerta cerrada, y, cuando podemos entrar en ese desconocido lugar, nos encontramos con nuevas preguntas que no podemos responder, y, también, con nuevos conocimientos que nos sirven, para continuar el viaje infinito que nos lleve a esa “verdad” que, incansables perseguimos.
Esa es nuestra lucha, ese es, nuestro destino.
Si lo podremos alcanzar o no… ¿Quién lo puede saber?
Pero contamos con la energía necesaria para que la búsqueda continúe.
Saberlo todo… ¡Nunca podremos! Ahí está, precisamente, el incentivo que nos empuja y da fuerzas para seguir en esa lucha interminable que sólo trata de alejar de nosotros la ignorancia que heredamos de nuestros ancestros, y, por eso, amigo mío, el miedo sigue con nosotros, y, para alejarlo, sólo necesitamos saber.
Un abrazo.