El Universo hubiera podido ser un desierto de partículas baldías, pero no lo ha sido. La materia es la fuente de la luz, del calor y la energía, es lo que da forma y propiedades a las cosas, ya estaba cuando la vida no existía y es la causa más primitiva de su evolución, está en el tejido neuronal que nos da la razón y nos hace conscientes de la realidad… ¡La materia lo es todo!

martes, 26 de noviembre de 2013

17.- Fundamentos de relatividad general.

La relatividad general es fundamentalmente una teoría de la gravedad en la que Einstein aplica sus principios de relatividad especial, ampliando su validez al caso de sistemas acelerados. En esta teoría, el tiempo y las tres direcciones del espacio definen un espacio de 4 dimensiones que se curva por la presencia de grandes masas.
Lo que muestra la figura se puede imaginar como un espacio con dos dimensiones que se curva en una tercera dimensión, ya que se trata de una superficie que no es plana y necesita tres dimensiones para su representación. Nuestra imaginación se pierde rápidamente cuando entran en juego más dimensiones, pero las matemáticas permiten llegar más lejos, dejándonos una pregunta en el aire: ¿Existen realmente más dimensiones o solo se trata de una especie de analogía que funciona?
Aunque no se corresponde con la relatividad general, el ejemplo de la figura es lo más lejos que podemos llegar para imaginar por qué la curvatura del espacio-tiempo explica la gravedad. Una superficie tensada formaría un hoyo como el de la figura cuando ponemos encima una bola pesada, y si hacemos rodar otra bola más ligera seguiría una trayectoria muy similar a un círculo, una elipse, una parábola o una hipérbola, similares a las órbitas reales de los cuerpos celestes excepto en que la bola pierde pronto energía y termina cayendo al hoyo. No se necesitan fuerzas para seguir una órbita si el espacio está curvado.
En un espacio curvado la distancia más corta entre dos puntos no es un segmento recto. Es imposible imaginarlo con 4 dimensiones pero sencillo por ejemplo en el caso de una esfera, que es equivalente a un espacio curvado con solo dos dimensiones, pero cerrado sobre sí mismo en una tercera dimensión. Si marcamos dos puntos en una superficie curvada y trazamos el recorrido más corto sobre la superficie, la trayectoria se denomina “geodésica”, y el concepto es equivalente para cualquier número de dimensiones.
El mismo ejemplo de la superficie curvada en la tercera dimensión también es alimento para todos los que gusten de imaginar más allá de lo verificado, pero dentro de lo posible en relatividad general. Una “geodésica” sobre una superficie podría ser muy larga, pero los puntos de sus extremos podrían estar casi tocándose si los unimos en el espacio. Hipotéticamente, algo tan lejano como el otro extremo del Universo podría estar aquí mismo si metiéramos la cabeza en otras dimensiones. La figura muestra una deformación en un espacio curvado con dos dimensiones, un agujero que sirve de atajo para sortear el camino largo en la superficie original.
Pero la superficie original ya debería estar curvada para construir un camino más corto a través de un agujero. El espacio-tiempo del Universo ya debería tener suficiente curvatura para crear agujeros de corto recorrido, pero eso no va más allá de una mera suposición, como también sigue siendo teoría que la relatividad general signifique realmente lo que parece.
En teoría, un agujero negro curva el espacio-tiempo hasta el extremo de que se cierra sobre sí mismo, y lo que contiene desaparece de la realidad observable. Todo puede entrar pero nada sale, razón por la que también se imaginan agujeros blancos, en los que todo saldría pero nada entraría. Supuestamente, la conexión entre un agujero negro y un agujero blanco conectaría lejanos puntos del Universo, pero como atajo de un solo sentido al que suele llamarse agujero de gusano.
Según la relatividad especial no hay nada más rápido que la luz, pero en relatividad general se acepta que el espacio-tiempo sí puede deformarse más rápido, como un globo que se hincha y aumenta el espacio entre galaxias. Esta suposición fue necesaria para explicar por qué es tan homogéneo el Universo en todas las direcciones, tal como se constata por la radiación cósmica de fondo cuya procedencia es la más lejana en el espacio y en el tiempo, casi originada por el mismísimo Big-Bang.
La relatividad general está presente siempre que se habla de cosmología, ciencia con escaso fundamento hasta que se descubrió la radiación cósmica de fondo que ya se ha tratado en el apartado 11, donde se explica la teoría inflacionaria como una posibilidad muy razonable según la relatividad general. Si el Universo es tan grande que la luz no ha tenido tiempo para ir de lado a lado en toda su existencia, nadie se explica cómo puede ser tan similar lo más lejano que se observa en sentidos opuestos. Según se cuenta el Big-Bang pudo haber sido una explosión muchísimo más rápida que la luz, pero no una explosión de materia sino del espacio y el tiempo. De ese modo sería posible una transferencia tan rápida como para explicar el tamaño del Universo, y una forma de distribución homogénea de la materia y radiación originales.
Siguiendo con el hilo de una deformación tan rápida del espacio-tiempo, tampoco faltan los que suponen que si algún día lo permitiera la tecnología, sería posible la propagación de una onda que transportaría una deformación del espacio y el tiempo, y como las deformaciones desplazan a la materia, como el globo que se hincha, seríamos como surfistas transportados por una ola del espacio-tiempo que corre más rápido que la luz.
En el apartado del tiempo como magnitud física también se apuntaron diversas ideas relacionadas con la relatividad general, como por ejemplo la forma que pudiera tener el Universo como espacio de 4 dimensiones. Podría estar cerrado sobre sí mismo de forma equivalente a una superficie esférica, que sería un espacio curvado de dos dimensiones, o cerrado como el equivalente de una superficie tórica. Podría ser abierto como el equivalente de una superficie que no se cierra sobre sí misma, ya sea curvada o plana, o podría ser tan irregular como un material fibroso y retorcido, lleno de agujeros espaciotemporales que conectan lejanos puntos del espacio y lejanos puntos en el tiempo, unos del pasado y otros del futuro.
Los cosmólogos están desconcertados con la expansión acelerada del Universo, y por supuesto también tiene algo que decir la relatividad general. Einstein introdujo en sus ecuaciones una constante, a la que se ha llamado “constante cosmológica”, con el fin de hacer posible un Universo equilibrado que no se explicaba, es decir, un Universo que no se expande ni se contrae, eternamente estable.
Sin la constante cosmológica solo era posible una expansión frenada por la gravedad. Si la masa total no alcanzaba un cierto valor crítico, las galaxias llegarían a un punto muerto como la pelota que alcanza una altura máxima y vuelve al suelo. Si la masa fuera mayor que un valor crítico, entonces el Universo no dejaría nunca de expandirse, llegando a detenerse para un tiempo infinito o tal vez ni eso, pero en todo caso con velocidad que disminuye.
La constante cosmológica no afecta a la expansión de la materia sino a la expansión del espacio-tiempo, y puede ajustarse para compensar a la expansión de la materia, pero también se puede ajustar de forma que se acelere su expansión. Puesto que los cosmólogos apuestan por la expansión acelerada, la relatividad general y su constante cosmológica se han convertido en la opción más valorada. Pero esa constante se resiste con uñas y dientes a ser extraída del contexto de la relatividad general, ya que se hace infinito cuando se inserta en la gravedad cuántica y no se deja renormalizar, al contrario que los infinitos de la electrodinámica cuántica.
Recordemos que la relatividad especial trataba el tiempo como algo que corre con velocidad variable, que puede llegar a detenerse cuando se alcanza la velocidad de la luz, pero no llega a correr hacia atrás porque nada puede viajar más rápido que la luz. Con esa interpretación solo se puede correr más o menos hacia el futuro, pero como un viaje sin retorno. Se puede saltar hacia un futuro lejano gastando un tiempo propio muy pequeño, por lo que no significa haber vivido más tiempo ni existe la opción de recuperar la vida y la realidad que se ha dejado atrás. Eso no es un verdadero salto en el tiempo porque la realidad que se ha dejado atrás también ha pasado para el viajero, pero no se ha dado cuenta porque su actividad propia ha estado casi congelada. El tiempo pasa exactamente igual para todos los observadores aunque algunos ralenticen su actividad y cuenten menos tiempo, no es un verdadero salto en el tiempo.
Al contrario, el tiempo en relatividad general es una dirección más en un espacio de 4 dimensiones, y eso cambia radicalmente su significado. Cualquier observador ocuparía en cualquier instante una posición concreta en el espacio-tiempo, y teóricamente debería ser libre para moverse en cualquiera de las 4 direcciones, incluso atrás en el tiempo. Pero existen restricciones que hasta la fecha son insuperables, ya que todo observador se ve forzado a moverse en la dirección positiva del eje temporal. Se puede mover con libertad en las tres direcciones del espacio pero sigue siendo arrastrado por una corriente que se lleva por igual a todos los observadores, aunque algunos ralenticen su actividad y cuenten menos tiempo, como en relatividad especial.
No obstante, no deja de ser cierto que la relatividad general define a la realidad con 4 dimensiones, y en ese sentido es cierto que en el mismo espacio está el pasado, el presente y el futuro, pero es evidente que el espacio-tiempo debe ser muy grande y no somos capaces de llenarlo ni con el pasado ni con el futuro, y eso es mucho espacio indefinido, una teoría demasiado grande para un presente tan pequeño.
Demasiadas especulaciones revolotean en torno a la relatividad general, porque es muy poco lo que realmente nos puede decir. Si nos atenemos a las soluciones exactas de las ecuaciones de Einstein, tenemos que contentarnos con la solución de Schwarzschild para una masa esférica y homogénea, y no hay nada más hasta la fecha. En esa solución se fundamentan los agujeros negros y la gravedad del Sol, por ejemplo. Hablar de la forma del Universo, del significado del tiempo, o de la expansión de un espacio de 4 dimensiones en el que no vemos nada, es llevar las extrapolaciones demasiado lejos.
Por lo tanto, hablemos de lo que sí dice la relatividad general:
En relatividad especial entendemos como sistema inercial el que está en reposo o se mueve en línea recta con velocidad constante, sin aceleración. Todos los observadores inerciales pueden deducir los mismos resultados en virtud de las transformaciones de Lorentz, por lo que decimos que todos los sistemas inerciales son equivalentes y en todos aplicamos las mismas leyes, tal como resume el primer postulado de la relatividad especial, pero de forma incompleta porque no sirve con sistemas acelerados. Einstein reconocía la restricción y pensaba en la forma de ampliar la relatividad al caso más general, con aceleraciones, pero sin reconocer todavía que al principio del camino se toparía con la gravedad.
Cuenta la historia que la idea más feliz de su vida se le pasó por la cabeza imaginando a un observador en caída libre, pues era evidente que sin referencias externas no podría distinguir ninguna fuerza ni acción externa, exactamente igual que un observador inercial en la relatividad especial. Si fuera posible extender a ese caso el concepto de sistema inercial, entonces estaría relacionado con la aceleración de la gravedad. Según sus propias palabras, esa idea tan simple le impresionó profundamente y le impulsó hacia una teoría de la gravitación.
Desde Galileo ya se conocía la “coincidencia” entre masa gravitatoria y masa inercial, y esa condición le sirvió a Einstein para formular su principio de “equivalencia”, que es el fundamento de la relatividad general. Mientras que Galileo entendía que se trataba de una coincidencia por causas desconocidas, Einstein necesitaba tratarlo como equivalencia física a todos los efectos, porque de ello dependía la relación entre sistemas inerciales y aceleraciones.
Una masa gravitatoria se mide en función de la fuerza de gravedad, y si se dan iguales condiciones para diferentes cuerpos la fuerza de gravedad es proporcional a la masa. Pero la gravedad es variable con la altura, y muy diferente en la Luna, por ejemplo, de forma que una balanza permite determinar masas por comparación, ya que compensa las variaciones de la gravedad en lugares diferentes, pero exige un patrón de referencia como medida de masas.
Al contrario, una masa inercial exige aplicar una fuerza conocida y medir qué aceleración provoca en el cuerpo, de forma que se calcula como la relación entre fuerza y aceleración. La masa gravitatoria se mide en reposo pero la inercial exige movimiento, y si damos por correcto el principio de equivalencia de Einstein, estamos reconociendo que allí donde haya una fuerza de gravedad, un peso, también hay aceleración aunque no exista movimiento.
Sin duda esa es la mayor objeción achacada a la relatividad general, pero aquí no vamos a profundizar en el asunto, como tampoco vamos a defender a la relatividad general como teoría liberada de toda sospecha. Lo que se ha demostrado es que la masa inercial y la gravitatoria coinciden por causas que todavía se desconocen, como pensaba Galileo, y en ese desconocimiento se sustenta el principio de equivalencia de Einstein. Es precisamente un principio porque su demostración es experimental, no es algo que se deduce de unas causas bien reconocidas… ¿Y cómo se ha demostrado experimentalmente?
Se conocen 4 fuerzas fundamentales, y de ellas la gravedad es la única que permite determinar la masa en perfecta correspondencia con la inercia de los cuerpos. Si la gravedad fuese como una fuerza eléctrica, dos cuerpos con diferente masa inercial caerían con diferentes velocidades, porque costaría menos acelerar al cuerpo más ligero si tuvieran la misma carga eléctrica. Se puede modificar la carga eléctrica para una misma masa inercial, pero no se puede cambiar la masa gravitatoria si no cambia en la misma proporción su masa inercial. Su coincidencia es por lo tanto un principio bien confirmado que relaciona profundamente la gravedad y la inercia, aunque no se puede asegurar por qué.
Para Einstein, el concepto de sistema inercial ya no es rigurosamente el que carece de aceleración, también lo es el afectado por una fuerza gravitatoria si no existen restricciones en su movimiento, es decir, el que se encuentra en caída libre. Por lo tanto también son inerciales los sistemas en órbita puesto que son afectados por una gravedad sin restricciones. Están en caída libre aunque no terminen cayendo, debido a su inercia y a la curvatura de la Tierra.
Pero Einstein pronto se dio cuenta de que un sistema en caída libre no era exactamente un sistema inercial, porque un observador se daría cuenta de la presencia de gravedad si realiza el experimento de la figura. Durante la caída, dos objetos tendrían que disminuir su distancia porque sus trayectorias no serían paralelas, apuntarían al centro de la Tierra y eso probaría la presencia de gravedad. El sistema no sería inercial porque se puede reconocer que hay aceleración, pero esto hizo pensar a Einstein en un espacio curvado como la superficie de la Tierra, en la que dos movimientos inerciales y paralelos terminarían coincidiendo en un punto.
Las trayectorias inerciales tampoco serían rectas en un espacio curvado de 4 dimensiones, pero si la curvatura es muy pequeña no podríamos haber notado la diferencia, lo mismo que la Tierra parece una superficie plana si estamos pegados a ella. En los espacios curvados, las trayectorias inerciales están curvadas como los meridianos en la superficie terrestre, pero las curvaturas son debidas a la geometría del espacio y no a la presencia de fuerzas. Por lo tanto, un observador inercial podría medir aceleraciones como sucedía con los dos objetos en caída libre, acercándose como si una fuerza los mantuviera ligados aunque tal fuerza no existiera. Como se ha dicho al principio, las trayectorias más cortas en espacios curvados se llaman “geodésicas”, no son rectas, y son las que seguiría un observador inercial.
Evidentemente, la razón por la que la Tierra y la Luna se orbitan mutuamente ya no sería una fuerza sino la curvatura del espacio-tiempo. La gravedad sería entonces una cuestión de simple geometría, pero tan engañosamente simple que las capacidades matemáticas de Einstein se tensaban hasta el límite sin obtener ninguna recompensa. Por otra parte, la única forma de hacerlo compatible con la relatividad especial era aplicando el principio de equivalencia de forma local, es decir, considerando pequeñas extensiones de espacio-tiempo en las que una curva se aproxima lo suficiente a una recta, y donde una velocidad se puede considerar constante.
El núcleo de la relatividad general es un conjunto de 10 ecuaciones diferenciales que relacionan la masa y energía por un lado, y la geometría del espacio-tiempo por el otro lado. Estas relaciones definen la forma en que la masa y energía transforman la geometría del espacio-tiempo, propagándose a la velocidad de la luz, de lo que se deducen las ondas gravitacionales. La forma resumida de las ecuaciones se puede ver a continuación:


Predicciones de la relatividad general:
En el apartado dedicado a la indomable gravedad ya se comentaba que las órbitas de los planetas mantienen su orientación con la gravedad de Newton, pero no es así con la relatividad general. La predicción correcta en el adelanto del perihelio de Mercurio fue la principal confirmación de la teoría, coincidiendo con los 43 segundos de arco por siglo que no se podían explicar mediante la gravedad newtoniana, y con un error limitado a solo 0.5 segundos de arco por siglo.

Newton pensaba que la luz estaba compuesta por partículas, de forma que debería curvar su trayectoria cuando pasa cerca de algún objeto muy masivo. Los cálculos arrojan una desviación de 0.87 segundos de arco para una partícula que viajara con la velocidad de la luz y pasara rozando la superficie del sol. Nótese que la masa de una partícula es indiferente comparada con la masa del Sol, arrojando en la práctica el mismo resultado que se obtendría con cuerpos mucho mayores que una partícula. Einstein calculó de forma aproximada lo que debería desviarse un fotón en base a la relatividad general, llegando por error al mismo resultado de 0.87 segundos de arco. Finalmente, una solución más aproximada predecía 1.75 segundos de arco, exactamente el doble de lo que se podía esperar por Newton.

La comprobación ha sido hecha gracias a un eclipse solar y la coincidencia de que la Luna cubre exactamente la figura del Sol. Las estrellas que deberían estar alineadas con el contorno, o muy próximas, eran visibles en el eclipse pero con una desviación hacia fuera que parece confirmar la predicción de Einstein. No obstante, obtener tanta exactitud partiendo de una placa fotográfica es muy difícil y no faltaron desconfianzas al respecto, pero diferentes experimentos posteriores, más precisos, parecen ser una prueba definitiva.
La diferencia fundamental entre una partícula y un fotón es que un fotón no tiene masa, por lo que tampoco se debería desviar su trayectoria si nos basamos en la gravedad de Newton. Según la relatividad general, la desviación esperada no solo depende de la masa sino también de la curvatura del espacio-tiempo, y en el caso de la luz lo decisivo es la curvatura. Eso quiere decir que la luz que nos llega de lejanos lugares del Universo debería curvar su trayecto cuando pasa cerca otras galaxias, produciendo una distorsión de imagen muy similar a las lentes ópticas. El efecto de la distorsión de la luz debido a la curvatura del espacio (pura gravedad en relatividad general) se conoce como efecto de lente gravitatoria, y actualmente se considera completamente verificado.
Determinados objetos muy luminosos (como los cuásares) llegan a verse duplicados, entendiendo que su luz se desvía por ambos lados de una galaxia menos luminosa. En algún caso la galaxia no era suficientemente luminosa para ser detectada pero se descubrió más tarde con telescopios más potentes. Cuando el cuásar, la galaxia y la Tierra están perfectamente alineados, se supone que la luz del cuásar debería bordear a la galaxia formando un anillo a su alrededor. Uno de tales anillos fue visto en 1985 y parece confirmar el efecto esperado.
Otra predicción interesante de Einstein es que la luz debería perder energía para escapar de la gravedad de la estrella que la emite. Puesto que la energía de la luz es proporcional a su frecuencia, ésta debería disminuir con el correspondiente aumento de la longitud de onda, de forma que la luz se vería más roja. El fenómeno es demasiado débil para verlo en el Sol, pero se ha verificado con la compañera de la estrella Sirio, de masa similar a la del Sol pero tan pequeña que su gravedad se calcula en unas 30 veces mayor a la del Sol.
Por último, la predicción de los agujeros negros también se debe a la relatividad general, y actualmente se reconoce su existencia en los centros de grandes galaxias, donde las estrellas giran demasiado rápido en torno a un aparente vacío.



32 comentarios:

  1. Sí que se puede imaginar una analogía para las tres dimensiones para no tener que usar la tan manida goma elástica.

    Imaginate un espacio lleno de aire pero ese aire no tiene la misma densidad. La densidad del aire representaría la curvatura. Según te acercas a la masa central el aire se vuelve más y más denso.

    Piensa en un momento en la densidad del aire y la del agua y lo que ocurre cuando el rayo de luz entra en el agua: se tuerce. Ese torcerse se daria en ese aire que se va haciendo más denso. El cambio de la densidad del aire cambia la trayectoria de la luz. También lo haría para las masas. Entiendo que como los ladrillos del espacio son mucho menores que los fotones y las partículas, sería como ir en coche con un lado pisando un charcho y el otro por la carretera: el coche se frena y tuerce hace el lado del agua que es más denso.

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    1. Personalmente no creo que la gravedad sea la consecuencia de un espacio que se curva, me gustaría explicarla de otra forma, pero si el tema es la relatividad general tengo que respetar su planteamiento como Einstein lo formuló. Tu ejemplo serviría para explicar la curvatura de la luz pero en un espacio que no estaría curvado, y eso se distancia de la relatividad general, en la que los ejes de coordenadas están "torcidos". La densidad en tu ejemplo sería un cuarto eje, pero recto y perpendicular a los otros tres, y explicaría que se curve la trayectoria de la luz, pero no porque su camino ya esté curvado. Einstein aplicó la métrica de Riemann, en la que las paralelas se cortan, la suma de los ángulos de un triángulo no es 180º, los caminos más cortos no son rectos...

      ¿Una locura? Yo no lo sé, pero sí me gustaría saber por qué funciona después de todo, mientras que por otros caminos tropezamos con todas las piedras y avanzamos tan poco. Si Einstein no hubiera seguido un camino tan retorcido tal vez hubiera llegado más lejos, y tal vez ahora estaríamos todos contentos.

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  2. Masa inercial - masa gravitatoria

    Ese aire y la densidad del aire es el eter. Es muy posible que el éter tenga un campo de onda asociado. Si el eter fuera como el aire esa vibración sería la temperatura del aire. Los ladrillos de los que se componga el éter vibran.

    Las partículas tienen varios campos de ondas: para el campo electrico y la gravedad.

    Lo que puede hacer que masa inercial y gravitatoria se vean iguales es que el campo generado por las partículas asociado a la gravedad está de alguna manera sintonizado con esa vibración del eter.

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    1. Ya sabemos que para Einstein la masa gravitatoria y la inercial tenían el mismo valor porque entendía que las dos cosas eran lo mismo. Mi opinión es que no son lo mismo, pero una sí podría ser consecuencia de la otra porque causa y efecto tienen que ser iguales en equilibrio. Se puede explicar que un cuerpo siga una trayectoria curva si el espacio está curvado, sin fuerzas, pero el peso en reposo difícilmente se puede entender por la curvatura del espacio, o qué clase de curvatura podría acelerar a un cuerpo cuando lo dejamos caer en el vacío.

      Supongo que intentas aportar alguna pista. Lo de la vibración del éter me recuerda el campo de Higgs, que por ser el responsable de la masa inercial debería tener alguna relación con la gravedad, alguna "sintonía" como tú indicas...

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  3. ¿Y el campo eléctrico tiene algo que ver con la relatividad general? Lo digo porque campo electrico y gravatatorio tienen muchas cosas en común. Una carga electrica positiva atrae a una negativa de igual forma que la gravedad. ¿Curva el espacio el campo eléctrico?

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  4. El campo eléctrico no tiene nada que ver con la relatividad general, según la cuál el espacio se curva debido a la masa y la energía, exclusivamente. Sin embargo es cierto que un campo eléctrico es muy parecido al gravitatorio, pero newtoniano. Lógicamente, el campo gravitatorio solo es de atracción, pero en lo demás la fuerza de gravedad y la eléctrica son completamente análogas, y en ambas puede aplicarse un retardo de transporte. Curiosamente si se retarda la gravedad de Newton se explica la rotación del perihelio de Mercurio, exactamente como la relatividad general, y está por descubrir si también explicaría la misma curvatura de la luz. Si eso llegara a confirmarse, la relatividad general tendría una interesante alternativa.

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  5. ¿Como distinguirías una pérdida de energía (caída en la frecuencia de la luz que gasta energía en escapar) de una disminución en la frecuencia por el efecto doppler?

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    1. Buena pregunta, para un astrónomo. Yo solo me limité a describir lo que he leído de relatividad general y desconozco la respuesta correcta, que supongo existe. No obstante, si la comprobación se ha hecho basándose en la estrella Sirio, y se conocen datos de su velocidad, es posible compensar el efecto Doppler, por lo que supongo que los astrónomos lo habrán tenido muy en cuenta en sus cálculos.

      Otra razón puede estar en que se trata de una compañera de la estrella Sirio, lo que permite comparar frecuencias. Si se conoce el período orbital y la distancia entre las dos estrellas, también se conoce la velocidad relativa entre las dos, de forma que quedaría determinada la diferencia de frecuencias relativa, justo lo que se debe compensar por efecto Doppler.

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  6. Quizás habría que preguntarles a los Dogon mejor, de quienes se dice que ya sabían de la existencia de Sirio B y C antes que los astrónomos la descubrieran.
    La pregunta era para invitar a una reflexión, pues Einstein consideraba que la luz es energía y la energía tiene masa mientras que ahora le quitamos la masa a los fotones. También es aplicado el mismo principio que produce el corrimiento al rojo gravitacional al ritmo de los relojes y el efecto Shapiro, que ya he mencionado en otra parte, demuestra que ocurre un cambio en la velocidad de las ondas cuando atraviesan estos campos intensos.

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    1. Parece que cada uno interpreta a su manera si la energía tiene masa o no la tiene. Yo prefiero no discutir mucho sobre ese tema porque podría decir tonterías. En principio, la relatividad especial diría que la los fotones no tienen masa, porque a la velocidad de la luz ya sabemos que la masa se haría infinito. Los fotones solo tendrían momento lineal (cantidad de movimiento) pero no masa.

      Por otra parte, en las reacciones nucleares se conserva el número de nucleones (protones + neutrones), pero disminuye la masa media por nucleón, justo el equivalente a la energía de enlace. Por separado, cada protón y neutrón tiene una masa invariable, pero agrupados existe un defecto de masa que depende del número de nucleones, y es máximo para el hierro y níquel, razón por la que la fusión nuclear solo desprende energía para elementos más ligeros que el hierro, y la fisión solo desprende energía para elementos más pesados.

      Bueno, parece claro que existe intercambio entre masa y energía, pero si la energía tiene masa o no la tiene pues que cada uno lo interprete como quiera. Yo pienso que por ejemplo al encender una linterna tiene que haber una pérdida de masa porque hay una energía emitida, pero eso solo significa que los átomos emisores quedan en estado no excitado. En cuanto absorben otro fotón vuelven a recuperar la masa que habían perdido, por lo que no se trata de una emisión de masa como en ciertas emisiones del Sol.

      Parece que el efecto Shapiro se descubrió 50 años después de la relatividad general, pero no la cuestiona, simplemente nadie se había dado cuenta de que se podía deducir de la teoría. Eso es lo que he leído por ahí. La verdad es que si no conocemos a fondo la teoría no podemos discutir gran cosa sobre todo lo que se dice por ahí. Personalmente no tengo interés en estudiar a fondo relatividad y mecánica cuántica, yo me centro en la interpretación de las cosas, en lo que pienso que fallan. Evidentemente, cualquiera puede decirme que lo haga yo mejor y que lo demuestre. En fin, lo que sí veo es que hay demasiada defensa de ciertas teorías porque se confía demasiado en lo que se dice, pero sin conocimiento de causa.

      Si la velocidad de la luz depende del medio, e incluso en el vacío depende de que haya o no haya gravedad, ¿qué es lo que queda en pié de la relatividad especial con el postulado de una velocidad constante para todos los observadores? Yo pienso que la velocidad de la luz no solo depende de la gravedad, también disminuye con el movimiento del sistema de referencia en el que se mide, pero es imposible distinguirlo si el sistema de referencia y la luz se ralentizan en el misma proporción. Piénsalo un poco, habrá una causa para que las cosas vayan más lentas, ¿y esa misma causa distinguiría entre partículas con masa y partículas de luz?

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  7. Antes que nada ¡feliz año nuevo!

    Los físicos y científicos tienen un componente llamado masa, como una corriente de electrones que tiene velocidades bajas pero al mismo tiempo contiene una vibración que se propaga a velocidades altas. Conciliar ambas todavía sigue siendo una ardua tarea para los físicos. Y ponerse de acuerdo cuando hay tantas teorías hace más difícil la tarea.

    Cuando te presenté el efecto Sagnac concluiste que “el medio rota igual que lo hace el anillo, sobre todo si es de fibra óptica. Ese medio no tiene nada que ver con éter ni vacío, ni nada relacionado con el experimento de Michelson-Morley”, cuando todo lo que te he dicho era para mostrarte que el medio no es la fibra y el efecto se produce por la velocidad relativa de éste frente al anillo de fibra que gira en él y que tiene mucho que ver con los experimentos de Michelson.
    Si buscas información sobre el anillo de Wettzell (una aplicación del interferómetro de M-G muy relacionado con el Sagnac para detectar los bamboleos del eje terrestre) verás que para los científicos ocurre lo que tu negaste, un efecto doppler. Pero hay que tener en cuenta que ellos se fundamentan en la constancia de c, ante lo cual necesitan variar solo la longitud de onda para que ocurra el desfase y no se contradiga con los postulados relativistas. Pero el efecto doppler, bien explicado, ocurre cuando aparece una velocidad relativa entre un receptor con relación a un medio de propagación por donde transitan las ondas incluyendo un cambio de velocidad entre el receptor y la velocidad del tren de ondas. Sin embargo, el desfase observado en el interferómetro, y concuerdo contigo, no se debe a un efecto doppler sin cambio de velocidad, por eso la confusión.

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    1. Feliz año igualmente, y disculpa si soy duro de mollera. Es verdad que dije que no había efecto doppler en el anillo de Sagnac, pero es porque así lo encontré en lo que leí. Estoy contigo en que la fibra óptica no es éter ni vacío, y que los científicos consideran que la fibra no arrastra a la luz que transporta, de modo que si la luz tiene un medio de propagación no sería afectado por el movimiento de la fibra. Con esa condición no habría efecto doppler porque la fuente de la luz y el receptor tendrían la misma velocidad respecto del medio de propagación de la luz.

      Si dices que para los científicos sí hay efecto doppler, la verdad es que yo no he encontrado que lo digan, pero no lo voy a cuestionar porque no he buscado con mucho rigor. En ese caso parece necesario que haya un arrastre parcial entre la fibra y el medio de propagación de la luz, porque de otra forma no habría efecto doppler, ¿coincidimos? Si es así, parece haber una contradicción evidente en la relatividad especial, y tal vez estás intentando demostrarlo, o eso me parece a mí. Si tienes razón en que existe efecto doppler, yo creo que sí demuestra la inconsistencia de la relatividad especial, pero es evidente que tú conoces esa vía mucho mejor que yo.

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    2. De acuerdo al experimento de Fizeau debe existir “un arrastre parcial entre la fibra y el medio de propagación de la luz”, pero no es esa la razón principal de la confusión. Sobre el tema puedes verlo en http://elsegundoluz.com/tag/tierra/ cuando afirma que ocurre “una diferencia de frecuencias entre los dos haces”, lo que en términos conocidos se llama efecto doppler, y en http://www.aias.us/documents/spanish/Documento145.pdf podrás hallar la manera que relacionan el interferómetro de anillo en diversas aplicaciones en las cuales se cita la capacidad de captar interferencias por efecto doppler.
      Mientras unos niegan que ocurra efecto doppler otros afirman que ocurre, al parecer se entiende poco el efecto doppler, pues he visto está mal enseñado. No existe efecto doppler sin movimiento, y eso es correcto, pero ¿movimiento respecto a que? Pues si no existe cambio de la velocidad de propagación relativa entre el receptor y el medio por donde se propaga el tren de ondas no hay doppler. Y en el anillo de Sagnac, lo hagas con fibra o con tubos al vacío con espejos en las esquinas, existe efectivamente efecto doppler, y este efecto estaría confirmando para mi la existencia de un medio de propagación.

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    3. En la dirección del segundo luz parece claro que se trata de una traducción del inglés porque contiene algunas frases con ciertas incoherencias. Creo que lo de la "diferencia de frecuencias entre los haces" es un error del traductor. Te aseguro que no es la primera vez que veo inconsistencias en traducciones al español, y solo la lectura de los textos originales termina aclarando el asunto.
      Creo que debería decir "desfase" o "desplazamiento de frecuencias". Fíjate que justificaba la supuesta diferencia de frecuencias por una velocidad de la luz constante y recorridos de los dos haces diferentes, razón para un desfase pero no una diferencia de frecuencias. He buscado en inglés "sagnac effect" y sigo encontrando que NO existe efecto doppler, y que debe tenerse muy en cuenta. Sin embargo es cierto que existe una cierta variación de frecuencia por efecto de resonancia en la reflexión de los espejos, algo que llaman efecto de cavidad óptica, pero no es efecto doppler.
      En la segunda dirección que me indicas habla del efecto sagnac aplicado como gravímetro, en el que sí hay efecto doppler relativista, pero no en el anillo láser. Se trata en realidad de dos anillos, uno en tierra que funciona como receptor y otro alejándose del primero con una cierta velocidad, funcionando como emisor. Entre los dos anillos hay entonces un efecto doppler relativista porque hay movimiento relativo entre los dos.
      Lo siento, yo también creo que hay un medio de propagación, pero el efecto sagnac se resiste a ponerlo en evidencia.

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    4. Llámalo “desfase” o “desplazamiento de frecuencias” indica una diferencia de tiempo en la llegada de los rayos al receptor, y si el receptor se acerca más rápido a uno que a otro, también habrá doppler.

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    5. El problema es que hay efecto doppler por dos razones: Una es la que tú indicas, porque el receptor se mueve, y la otra es porque el emisor también se mueve. Como las velocidades del emisor y receptor son iguales, la variación de frecuencia que origina el movimiento del emisor queda compensada con la variación que origina el receptor. Se puede interpretar que hay efecto doppler, pero se anula, y todo lo que queda es una diferencia de recorridos que desfasa la recepción de los dos haces porque la velocidad de los dos haces es la misma.
      De verdad, creo que no me equivoco en eso, hay un desfase de las ondas pero no cambia la frecuencia de ninguno de los haces.

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    6. Si me lo permites, veo dos maneras de explicar el efecto sagnac. Uno mediante la física clásica aplicando la relatividad de galileo y el otro mediante la RE.
      Mediante la FC, que considera una diferencia entre masa y energía de manera cualitativa y cuantitativa, y haciendo una analogía con ondas acústicas, debido al movimiento giratorio la velocidad con la cual parten los haces respecto del emisor no son iguales en ambas direcciones aunque sus velocidades en el medio de propagación son idénticas. Allí tendríamos el primer doppler a causa de su movimiento relativo con el medio. No obstante, mientras que el haz que parte en el sentido del giro sus ondas se comprimen, tardará más tiempo en llegar al receptor, y al llegar sus ondas se alargan, apareciendo el otro doppler, retornando la frecuencia a la original, es decir, no captaría diferencia de frecuencia el receptor de este haz, pues la distancia entre ambos se mantiene invariable. Lo inverso pasaría con el otro haz que va en sentido contrario, pues no existe movimiento relativo entre emisor y receptor, ya que están separados por la misma distancia invariable. Esto está de acuerdo tal como los has expresado. No hay doppler, y tal como dices, al parecer en círculos de habla inglesa están de acuerdo que no hay doppler, y todo el malentendido se debe a malas traducciones. Si esto es así, entonces tenemos distintas velocidades (una tarda más tiempo que la otra en cubrir la misma distancia) de llegada de la onda luminosa con respecto al receptor según de dónde venga. Esto establecería la llegada en diferentes tiempos de la onda, lo cual se llama desfase. Y esto se debe a la existencia de un medio de propagación en movimiento relativo con el instrumento que gira, de otra manera no podríamos estar aplicando las reglas de la FC hablando de doppler que se anula si no existiera un medio; y si esta explicación es correcta la RE queda de lado.
      La otra manera es aplicando la RE y por extensión la RG, la cual presupone que masa es un campo con alta concentración de energía y el vacío es un campo con baja concentración de energía, con lo cual la diferencia es solo cuantitativa. A causa de ello, las velocidades con las cuales parte el rayo del emisor son idénticas en ambas direcciones, independiente del movimiento del emisor. Es la clásica regla de la RE que dice que la velocidad de la luz no depende del movimiento de la fuente, se auto propaga a si misma y es la misma en todas direcciones. Por lo tanto, la velocidad de la luz y la velocidad de alejamiento respecto al emisor serán iguales. Pero si esto es lo que realmente ocurre, entonces ¿porqué existe desfase y encima no hay doppler? No podemos decir que el receptor va al encuentro de un rayo y se aleja del otro, porque habría doppler. Y dado que la distancia se halla fijamente establecida sin variar debe llegar a la misma velocidad desde ambas direcciones respecto al receptor. No existe movimiento relativo alguno entre fuente y receptor y la presencia de un medio es inaudita. No debería aparecer el desfase. ¿Cómo es que aparece, aún en instrumentos que siquiera giran sobre su eje? En vez de admitir un medio la única manera es diciendo que las distancias no son invariables. Fantasmalmente mientras la distancia en el sentido del giro se alarga se acorta en el sentido inverso, una especie de mezcla con la FC. Para los cálculos da igual, pero para la realidad es imposible conciliarla, porque si aceptamos que la distancia es invariable, la RE queda de lado. Habrá que esperar otra manera de ver las cosas para conciliar la RE y RG con la realidad.

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    7. He intentado leer y entender diversos puntos de vista a favor y en contra de la relatividad especial, en relación al efecto sagnac, y solo puedo decirte que termino mareado.

      En tu explicación clásica, se podría decir que las dos velocidades no son iguales desde una referencia ligada al anillo que gira, porque se verían iguales los dos recorridos. En ese caso tienes razón en que la diferencia de velocidades podría deberse a un medio con movimiento relativo respecto del instrumento, aunque también parece posible que simplemente disminuya la velocidad respecto del instrumento porque su movimiento tendría el efecto de retrasar a la luz. Si los dos haces opuestos retrasan pero hay un giro que favorece a uno y perjudica al otro, habrá desfase. En ese caso el medio de propagación estaría corriendo con el instrumento o podría ser el propio instrumento.

      Desde una referencia no ligada al anillo se podría pensar que los recorridos tienen que ser las trayectorias ópticas, y no el anillo en sí mismo. Serían recorridos diferentes y quedaría a salvo la constancia de la velocidad de la luz, y la relatividad especial, se anularían los efectos doppler y relativistas, etc.

      Sin embargo, me parece claro que las dos formas de plantear el problema tienen menos diferencias de lo que parece. En las dos hay un corrimiento de la luz respecto del instrumento, pero en un caso se atribuye a un medio y en el otro a la constancia de la velocidad de la luz.

      Mi preferencia es un medio, pero la variación de la velocidad de la luz no es porque dicho medio se mueva respecto del instrumento, sino simplemente porque varía la velocidad de la luz cuando el medio se mueve.

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    8. ¿Menos diferencias de lo que parece? Son abismales. Para la RG no hay medio, y eso de la constancia de la luz nadie lo entiende y todos terminan mareados. Einstein instaló eso de que la velocidad de la luz no depende de la velocidad de la fuente, y se ha instalado de tal manera que muchos interpretan que eso es algo nuevo, diferente de las ondas acústicas, porque en ellas creen que si depende del movimiento de la fuente, cuando es una manera equivocada de razonar.
      Ahora, si en la RE el desfase se produce por dilatación física, material, del anillo, eso no me parece nada parecido al de la FC. Claramente te están diciendo que el desfase se produce a consecuencia de una contracción-dilatación material del espacio, sea por efecto del movimiento giratorio del anillo o del movimiento de rotación de la tierra que afecta a todos los objetos materiales, sea anillo, casa, auto, tren, barco, avión, turbina, etc. Eso es RE y RG y la diferencia con la FC es enorme. Lo peor que se puede decir es que son parecidos. Eso aumenta la confusión. A causa de esto muchas veces para explicar algo se mezclan conceptos de la FC y la RG armando unos embrollos tremendos y todos hemos sido víctima de eso.
      Pero sobre esto hay algo más. Tu sabes que, con respecto al efecto doppler, en ondas electromagnéticas se explican de otra manera, porque está establecido que no hay medio. ¿Podrías explicarme cómo ocurre el efecto doppler relativista? Por favor, si alguien lee este comentario y es un físico cabal, que me lo explique. No me digan que es cuando existe un movimiento relativo entre la fuente y el observador. Es lo mismo que dicen para el acústico. Eso no es el como. Si ni siquiera te saben explicar cómo se produce el doppler acústico, (algo sencillo pero lo complican sin decirte cómo) menos el relativista. Te explican, semejante al acústico, deduciendo de la fórmula pero no con una descripción clara y sencilla. Lo único que encontré es que cambia el tiempo, es decir, se dilata y se contrae, y por eso cambia la frecuencia.
      Entonces tenemos que para la luz y el resto de las ondas electromagnéticas los desfases son por dilatación del espacio, y para el doppler es a causa de la dilatación del tiempo. ¡Menuda sapiencia! Y esto lo sacan de la FC. En la FC un desfase efectivamente se produce por diferencias de distancias recorridas de una onda electromagnética (y acústica también), pero diferencias medibles, y el doppler se produce por diferencias de tiempo, es decir, de movimiento o velocidad, pero medibles. En la RE y RG son misteriosas y rebuscadas. Si esa es toda la explicación que se puede hallar sobre cómo ocurre para justificar las intrincadas fórmulas que exponen, quizá sea porque nadie lo sabe o para que nunca lo aprendamos.
      En tu última frase simplemente das vuelta el mismo concepto. ¿No estaremos mareados por esta maldita relatividad? (Ja Ja)

      Saludos cordiales

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    9. Bueno, yo sigo mareado, pero está bien que defiendas tus ideas con tanto convencimiento. Yo ahora mismo no es convencimiento lo que me sobra, en relación a lo que pienso. De hecho la última frase que escribí en el comentario anterior, no solo es dar vueltas al mismo concepto sino una metedura de pata, pues creo que si fuera cierta no tendría que haber desfase, y lo hay.
      Que la velocidad de la luz no depende de la velocidad de la fuente creo que no tiene nada de nuevo, como tú indicas, pues la teoría electromagnética de Maxwell ya lo consideraba antes de la relatividad, creo que no fue Einstein el responsable de eso.
      De lo que leí por ahí, yo no entendí que el desfase se produjera por la contracción o dilatación del anillo, creo que razonaban que no había ningún efecto relativista apreciable, que era lo mismo si fuera recto y se moviera longitudinalmente. Me pareció entender que justifican el desfase solamente por considerar constante la velocidad de la luz en su recorrido óptico, no sobre el anillo, y como ese recorrido no es igual en los dos haces quedaba justificado el desfase.
      En cuanto al efecto doppler relativista parece ser que con velocidades bajas de la fuente y del receptor no se diferencia de forma apreciable con otras ondas, pero claro, cuando las velocidades son muy grandes ya entran en juego las variaciones del tiempo y las distancias. No obstante se aplican las transformaciones de Lorentz, que a primera vista no son demasiado complicadas con movimiento recto y velocidad relativa constante. Pero vale, tienes razón en que aplicar unas ecuaciones es una cosa y entender por qué es otra.
      Yo no entiendo que el doppler relativista sea por la dilatación del tiempo, la causa es la misma que para cualquier onda, una velocidad relativa entre fuente y receptor. La diferencia es que la variación de frecuencia deja de seguir la misma mecánica cuando las velocidades de la fuente o receptor son muy altas.
      Bueno, ¿qué se puede hacer cuando se discrepa de la relatividad, si tampoco somos capaces de construir una teoría mejor? Los que creen en la relatividad tal y como la pintan aprovecharán esa razón. ¿Podríamos estar perdiendo el tiempo con algo que importa un comino a casi todo el mundo?

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    10. Que a casi todo el mundo le importe un comino eso no significa que no lo disfrutamos, y eso hace que me importe un comino lo que al mundo le importe. Para mi es un deleite mental, y espero que para ti también.
      Sin embargo, de estas charlas tan sustanciosas, en las cuales uno se va metiendo de lleno en un asunto, errando y remendando lo errado, no deja de ser importante, porque a partir de cosas que a veces nadie ve sale una idea nueva que después todos salen beneficiados. Y a nadie le importa eso cuando ya tiene el bien en sus manos. ¿No es cierto? No es fácil parir una teoría mejor, amigo mío.
      Sobre la contracción o dilatación del espacio, eso es de acuerdo a la fórmula, y como dices, no se ve efecto apreciable, ¡y claro!
      Justificar el desfase sobre la constancia de la velocidad de la luz es como no decir nada, porque, ¿me puedes explicar entonces porqué ocurre de manera sencilla aplicando dicha teoría?
      En cuanto al doppler relativista, no tiene sentido decir que a velocidades bajas los cambios en la frecuencia de la luz “parecen” funcionar con la FC pero no a velocidades altas. Lo que hay que saber es cómo ocurre y punto. El efecto doppler en la FC es por interacción con un medio, y en la RE y RG no hay medio, fue completamente sepultado. No es tal como dices: "la causa es la misma que para cualquier onda, una velocidad relativa entre fuente y receptor". Lo expliqué varias veces pero me contradices como si estuviera equivocado. Decir eso es incompleto y deja de lado la razón principal de como ocurre. Es el medio que produce la contracción y dilatación por efecto del movimiento relativo entre la fuente o el receptor con el mismo en las ondas mecánicas. Si consideras que no es de esa manera, será mejor que estudiemos juntos nuevamente el efecto doppler en base a la FC. Lo digo de buena onda, puedo estar tan equivocado como cualquiera, pero, ¡definamos algo de una vez!
      Por eso digo: si esto ocurre a velocidades bajas con la luz como dices, entonces: ¡piedra libre! ¡Descubrimos la existencia del medio! Pero lo cierto es que también ocurre con velocidades altas sin que importe el tiempo y la distancia. Son solo deducciones formulistas de las cuales llevan a creer en cosas sobre las que no se tiene la menor idea que sean efectivamente así.
      La clave para entender el doppler relativista, para mi, la da el mismo Einstein cuando dijo (en conjunto con Leopold Infeld) en el libro "La fisica, aventura del pensamiento” en el capítulo 3 al hablar de campo y materia lo siguiente "¿No sería factible desechar el concepto de materia y estructurar una física fundamentada sólo en el concepto del campo?" Todavía no se ha podido y esto es lo que lleva a contradicciones. Si sigues el pensamiento de Einstein verás que brinda claves para poder hallar un camino de reconciliación, aunque el mismo no lo pudo concretar. Si lo hubiera hecho estoy seguro que hubiera tenido que cambiar su postulado principal de la RE y RG, y por eso tal vez no pudo. (¡Ja ja!)
      Sin importar si me equivoco o meto la pata, de seguro lo disfruto, pero si tu no, si te parece lo dejamos ahí.

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    11. Vale, si nos olvidamos de la relatividad nada se propaga si no hay medio, y tampoco habría ningún efecto doppler, por lo que hace falta tener en cuenta el medio para explicarlo. Los dos pensamos que también existe en el caso de la luz y seguramente perdemos el tiempo mezclando conceptos clásicos y relativistas. Supongo que conoces lo que yo pienso sobre el medio, está escrito en algunos apartados del blog y algo te he contado directamente en algún comentario. ¿Cuál es tu interpretación del medio? ¿Ves alguna pista que se pueda seguir? Claro, debe tratarse de campos, pero no como algo aislado de la materia sino que son la materia. ¿Cómo y por dónde seguirías ese hilo?

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    12. Pienso que primero deberíamos establecer que es la luz. ¿Te acordarás que te dije que para Einstein los fotones tienen masa? Ahora ello es bajo el concepto de que masa (o materia) en un campo de alta concentración de energía, a lo que yo agregaría altamente organizada, mientras que el campo expresado como inmaterial al que yo llamaría mejor invisible para nuestros sentidos, es una zona del espacio de baja concentración de energía y de organización básica. A su vez, este campo no es algo aislado respecto al otro, son parte de una unidad pero con diferentes grados de organizaciones y distribuciones energéticas, dependiendo el vacío enteramente de aquel. De ese modo, tendríamos en el universo diversos campos de alta concentración con sus respectivos campos de menor concentración conformando una especie de tejido o armazón similar al que conforman las moléculas en un cuerpo, existiendo una agrupación e interacción recíproca. Algo así como una proyección fractal pero con sus propias leyes acorde a sus organizaciones.
      En consecuencia el medio sería en su expresión de "vacío" ese campo de mínima concentración de energía y de organización básica, en el cual podemos hallar fotones, electrones, y toda clase de partículas interactivas entre sí, siendo aquellas que les sirven o le brindan a las ondas transmitir sus energías de origen. Este campo aumenta su intensidad en la medida que la distancia del astro que las proyecta se acorta, el cual acorde a la concentración y organización energética de éste será la intensidad y extensión del otro. Sospecho que los campos gravitacionales tienen mucho que ver en la constitución de esta extensión energética concatenada.

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    13. Creo que estoy de acuerdo en todo, aunque tendremos que concretarlo muchísimo más, y eso implica riesgos de meter la pata en muchas cosas y terminar diciendo tonterías, pero estamos de acuerdo en que vale la pena, ¿me equivoco? Apuntemos a donde apuntemos, tampoco podemos ignorar la relatividad y mecánica cuántica, porque gozan de muchos principios verificados aunque sean incomprensibles, son como un test de verdad que tenemos que plantear continuamente.
      Mi primera pregunta sería: ¿Cómo se puede concretar la idea abstracta de campos para que las partículas parezcan ondas cuando no se observan y corpúsculos cuando las miramos?

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    14. Sin duda tenemos que trabajar sobre ellos (R y MC) y buscar juntos de comprenderlos. Una coincidencia de hallar algo no significa que el principio esté verificado, puede ser una coincidencia casual y no causal, tenemos que tratar de hacer comprensible lo incomprensible y debemos empezar por entender cosas elementales y todos los experimentos.
      Pues bien, a tu pregunta contesto: lo que llamamos partículas considero son diminutos campos energéticos que se mueven vibrando en ciertas situaciones en forma de ondas y cuando vemos sus efectos en nuestro plano acotado de simples humanos lo interpretamos como corpúsculos. La luz, por ejemplo, que consiste en una forma específica de energía propagada, contrario a lo que has dicho, sí se observa manifestación ondular.

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    15. El efecto fotoeléctrico es una forma de observar fotones y parecen corpúsculos de energía o masa bien definida. El experimento de la doble rendija con fotones emitidos en pequeña cantidad también demuestra impactos puntuales, a pesar de que forme un patrón de interferencias cuando el número de impactos es enorme. Vemos huellas de impactos puntuales pero no vemos ondas de luz, solo las presuponemos. Supongo que cuando dices que se observa manifestación ondular de la luz te refieres a que su incidencia sobre un material hace que sus partículas vibren con una cierta frecuencia, lo cuál reconozco.
      Por si acaso sirve para concretar un poco más, formulo la siguiente pregunta: Si la luz se expande como una onda en todas las direcciones, entonces cuanto mayor sea la distancia que alcanza, más difuminada estará su energía. ¿Cómo sería posible que siempre llegue en cantidades de energía perfectamente definidas, y tan localizadas como para acertar de lleno sobre los electrones de una placa de metal?

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    16. En el efecto de la doble rendija aparecen ondas o barras, eso demuestra que existe un carácter ondulatorio en el movimiento de los fotones, los electrones también lo muestran. Hay fotografías de ellos y el fenómeno se llama difracción. (http://www.tecnoedu.com/Download/RWCoronaYDifraccion.pdf)
      En electricidad ciertamente existe una onda eléctrica en un conductor metálico aún si circulare solo una corriente directa, pero no la podemos ver. Eso no quiere decir que la presuponemos. Los movimientos de los electrones alrededor de los átomos ocurre en órbitas, y éstas representan movimiento circular, no lineal. Y en un conductor metálico, si aparece una frecuencia asociada, el movimiento de los electrones es un “van y vienen” saltando de un átomo a otro hacia delante y volviendo hacia atrás el mismo recorrido, es decir, de manera longitudinal. La distancia que recorran dependerá de la longitud de onda. Cuando dicha frecuencia es emitida al vacío, el campo electromagnético inmediato sigue vibrando a la frecuencia que lo produjo poseyendo la virtud de inducir en forma expansiva tal oscilación energética estableciéndose la propagación. Y esta vibración o movimiento oscilante en expansión recorre una distancia, llamada longitud de onda, una copia exacta de la original, que se repite a una velocidad determinada, y la trayectoria no es lineal, sino una sinusoide, por eso son transversales las ondas electromagnéticas.
      Sin duda la propagación de la luz es discontinua. Por eso se ven impactos y por eso hablamos de quantos de luz. Ahora, a mayor distancia de la fuente tenemos menos fotones por área que llegan en su recorrido sinusoide. Esto se conoce como fenómeno de divergencia. No se difumina la energía de una onda como dices a medida que se expande, más bien se reduce su intensidad por área. La onda sigue siendo del mismo tamaño desde que salió hasta que llegó. Por eso el lente de un telescopio o radiotelescopio su diámetro tiene que ser lo más grande posible para captar más lejos más que un punto luminoso o radial. En consecuencia, este carácter discontinuo no debe oponerse al carácter ondulatorio, pues cada trayecto por el cual se propaga una concatenación de fotones sigue una trayectoria sinusoide, no lineal. La distancia real que recorre esta concatenación en el vacío en un segundo es igual a .c (3,1416 por 300.000) es decir, 942.480 km. Y este valor es una constante, por eso cuando una frecuencia aumenta su longitud de onda disminuye.
      En este tema tengo una idea inspirada en ciertos fenómenos explicados que llamo replicación. Considero que el medio por dónde se propaga la onda, a medida que las trayectorias sinusoides originales se van separando, ocurriendo la divergencia, siendo su agrupación máxima al momento de ser originadas, fotones existentes en el medio adyacente son excitados copiando las frecuencias y estableciendo nuevos trayectos sinusoides intermedios acompañando la propagación de las sinusoides de fuerza originales. Esto puede explicar de porque sin importar el lugar parece que el mismo fotón pasa por dos lugares distintos a la misma vez. ¡Es una copia!

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    17. ¿Te das cuenta de que es en los conceptos fundamentales en los que más difícil resulta encontrar un acuerdo? Cada vez que intentamos describir algo más elaborado, siempre hay conceptos fundamentales que nos hacen entender otra cosa de lo que se intentaba describir. Te ha pasado a ti y también me pasa a mi, a pesar de que los dos entendemos los conceptos fundamentales, pero la imagen que tenemos en la cabeza puede ser diferente.
      Ya sabía por ejemplo que la corriente eléctrica alterna es una oscilación de electrones que van y vienen, y que si representamos la intensidad o la tensión obtenemos una sinusoide similar a la representación de una onda. Pero a mí nunca se me había ocurrido comparar a la corriente eléctrica con una onda como la luz, el sonido, o la onda que se propaga en una cuerda. Creo que no es incorrecto decir que a las partículas no las podemos ver como ondas que se reflejan, difractan, etc., pero presuponemos que es así por sus patrones de interferencia. Cuando decía que la energía de una onda se difumina, también quería decir lo mismo que tú, que se reparte sobre una superficie cada vez más grande a medida que se expande.
      Bueno, tu idea sobre la propagación de la luz es muy diferente a la mía. Para ti los fotones parecen ser algo que se propaga serpenteando (transversalmente), mientras que para mi son una onda que se expande y que por lo tanto reparte su energía sobre una superficie cada vez más grande. Tu idea elimina el problema del reparto que yo intentaba describirte con eso de que se difumina. Tus fotones no se difumunan pero los míos sí, y en eso creo que está uno de los mayores problemas de la dualidad onda-corpúsculo. Por otra parte tus fotones que serpentean tampoco les faltan problemas que superar, porque en el experimento de la doble rendija se ha llegado a emitir partículas de una en una, y si fueran algo que serpentea pero no se expande, no se podrían explicar las interferencias como un fenómeno de difracción, de ondas que se regeneran en cada rendija y se interfieren.

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    18. En efecto, estuve leyendo tu material (cada vez que puedo) y he notado que te concentras más en la onda que en lo que la onda lleva. Es muy bueno tu material, y he copiado muchas de tus frases, porque exponen una manera muy interesante de pensar y reflexionar. Ahora, para mi también se reparte la energía sobre una superficie cada vez más grande, lo que a ti es expansión denomino divergencia, pero solo es la original, pues considero hay replicados de la original que se expande junto a la misma, algo similar a lo que ocurre con una onda de sonido donde la vibración molecular transfiere energía a todas las moléculas que ocupan el espacio de expansión. Es lo que tú dices con la expresión “regeneran”. Posiblemente me expliqué mal al decir "se reduce su intensidad por área", debería haber incluido que corresponde a la onda original lo que se reduce, que es la que trae la información. Me parece, a lo mejor me equivoco y te interpreto mal, pero no veo que estemos tan distanciados. Me parece que con un par de charlas más nos iremos entendiendo mejor.

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    19. Gracias. Ya es una suerte encontrar a alguien con quien se puede hablar de ciertos temas, coincidir en todo no es imprescindible.

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  8. ¿Qué pasa si dejamos de lado la constancia de c? La relatividad igual queda en pie, solo habría que incorporar el medio como referencia en vez de una velocidad de la luz constante para cualquier observador sea que se mueva o no, alterando un poco los resultados y las percepciones, que son las que varían, tal como se percibe una onda distinta en el efecto doppler, pero es irreal, la verdadera es otra. Considero que el principal obstáculo es identificar al medio de propagación, el cual debe estar íntimamente relacionado con la masa y sus campos o extensiones ondulatorias. De todas maneras estimo que las percepciones continuarán irreales y siempre estaremos viviendo en un mundo dónde lo que vemos no es la realidad pero suficiente para seres terrestres como nosotros. El efecto Shapiro parece indicar que la densidad de un campo gravitacional ralentiza las vibraciones de transferencia (es decir a c) sin atenuarlas y sin modificar su longitud de onda, por lo que a lo mejor nos podría estar diciendo que el campo de gravedad es el medio de propagación con una energía propia que contribuye a la misma, es decir, a la propagación. También, en lo referente al efecto doppler, sabemos que este se produce a consecuencia del índice de refracción, y esto es lo que parece coincidir con el concepto de “lente gravitatoria” en ciertos casos, en el cual no interviene una pérdida de energía sino una percepción de dilatación del espacio por efecto del medio atravesado. Por eso pienso que lo que ocurre con la luz, no es que ‘baje de frecuencia’, sino que es un efecto aparente producto del movimiento relativo. Y donde se considera que no lo hay (el movimiento), habría que asegurar primero cuál es la frecuencia de origen, algo que todavía es enteramente especulativo al fundamentarse en métodos indirectos.
    Y sobre los experimentos de Michelson (M-M & M-G), y me corrijo sobre ciertas especulaciones mías dichas antes, he llegado a la conclusión de que no hallaron efecto de traslación respecto al éter pero si hallaron efecto de rotación sobre el mismo, algo sobre el cual nadie habla para no entrar en confusión, pero para mi esto de por sí me dice mucho a favor de la relación entre el campo magnético y el campo gravitatorio terrestre. Hoy día se usan los interferómetros como gravímetros y en 2011 se descubrió en Francia que los campos eléctricos y magnéticos también alteran a c.
    En definitiva, todo depende de los paradigmas sobre los cuales especulas, pero al menos, sin importar si te equivocas, cualquier error puede significar progreso.

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    1. Tal como dices, también creo que la constancia de c sería irrelevante si tomamos como referencia el medio, pero solo si ese medio fuera como un bloque indeformable, o si tal medio no existiera. Creo que estamos de acuerdo en que el medio existe, y está estrechamente ligado a la materia, lo que significaría que de indeformable no tiene nada. De ser así, el sistema de referencia de medida siempre condicionará la propagación de la luz, y esconderá la razón por la que siempre se mide la misma velocidad. Si el medio es una extensión de la materia y ésta está fragmentada en pedazos que no están quietos, también sería cierto que la luz irá cambiando de extensión. Partirá afectada por la extensión de la fuente y cambiará a la extensión del entorno como si se introdujera en otro medio de propagación, razón por la que su velocidad no sería afectada por el movimiento de la fuente. Después de pasar por no se sabe cuántas extensiones, quedaría ligada finalmente a la extensión de un receptor que la captura. Eso es para mí lo que debería ser el medio de propagación de la luz, y no tiene nada de indeformable si hay movimientos relativos entre fuente, sistema de referencia y receptor. Además, si lo que llamamos extensión ondulatoria de la materia está hecho de ondas, la luz debería ser parte de las mismas ondas, como una sobrecarga, pero sincronizada con las vibraciones del campo. Si la gravedad y el movimiento son razones para que un campo ralentice sus vibraciones, la luz que propaga también reducirá su velocidad, pero siempre se mediría c porque el campo y la luz tendrían exactamente la misma variación. Te he contado esto porque has dicho que el principal obstáculo es identificar al medio de propagación, y está relacionado.

      Como dices, no se puede conocer la frecuencia de origen de una luz que nos llega desde muy lejos, excepto por métodos indirectos. El efecto doppler no se puede negar (supongo), pero es cierto que no serviría para medir velocidades si la luz que nos llega ya partió con menor frecuencia. Yo en particular pienso que así ocurre, por lo que me parece muy cuestionable lo del Big-Bang y la expansión acelerada del Universo.

      Bueno, es posible que esos campos de materia escondan las relaciones entre tantos misterios que no se comprenden, eso pienso y en eso me gusta trabajar, y no creo que sea imposible dar un paso más en la comprensión de la realidad, pero sí hace falta otra forma de pensar.

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