miércoles, 30 de septiembre de 2009

¿Gravedad eléctrica?

¡Hola a todos! Tenía ya bastante tiempo sin escribir por ésta vía, pero en estos días he estado pensando en una idea que me gustaría compartir con ustedes.

Es aceptado por la mayoría del mundo científico que el universo se compone de cuatro fuerzas fundamentales:

  • La gravitatoria: Es la fuerza de atracción producida por dos objetos con masa (verdaderamente distinguible solo a grandes escalas).

  • La electromagnética: Es la fuerza que hace que dos objetos con cargas opuestas se atraigan, y dos objetos con cargas iguales se repelan.

  • La nuclear fuerte: Es la fuerza que mantiene estable los núcleos de los átomos. Gracias a ésta, los protones, neutrones y quarks se mantienen unidos.

  • La nuclear débil: Esta fuerza es menos poderosa que la electromagnética y de menos alcance que la nuclear fuerte. Su principal propósito es la de unir quarks y leptones con el objetivo de generar partículas más livianas.


Desde hace algún tiempo, sabemos que la fuerza gravitatoria atrae dos objetos (de manera inversamente proporcional al cuadrado de sus distancias y proporcional a la masa de cada objeto involucrado). Éste hecho había dado inicio a la idea de que el universo debería estarse desacelerando en su crecimiento y eventualmente comenzaría a contraerse, resultando en un Big Crunch. Sin embargo, descubrimientos más recientes han evidenciado la existencia de la energía oscura (no confundirla con la materia oscura), que no solo evita que el universo se desacelere, sino que con cada instante lo acelera más aún. Esto se ha verificado de manera experimental principalmente en la observación de cuerpos astrales muy lejanos, cuya luz llega a nosotros de forma "estirada". Las ondas de luz, al viajar en un universo acelerado, disminuyen su frecuencia y aumentan su longitud, llevando la luz hacia el extremo rojo del espectro visible. Esta elongación es conocida como el Red Shift, y es la medida mas precisa para conocer la distancia hasta cualquier cuerpo astral.


Ahora, la existencia de esta energía oscura ha traído muchos problemas a las formulaciones de la mecánica clásica, formulaciones que en su mayoría ha resuelto la relatividad especial y general. Sin embargo, podríamos plantearnos en este momento una interrogante. ¿Y si la fuerza gravitatoria realmente no fuera fundamental?


En la ciencia ficción, se ha visto repetidamente como se interpreta el mundo subatómico como un universo completo, inalcanzables escalas de magnitud mas pequeño. Quisiera plantear entonces una idea similar, pero con respecto a la fuerza gravitatoria. Asumamos la siguiente sustitución: la carga por la masa. En otras palabras, los objetos que tengan masa positiva serán "positivos" y los que tengan masa negativa (materia oscura) serán "negativos".


Ahora, la fuerza nuclear fuerte mantiene a los cuerpos con cargas iguales juntos. A nivel macroscópico, si dos objetos están lo suficientemente cerca, la gravedad los mantendrá juntos o incluso los atraerá mas entre sí. Por otra parte, la fuerza electromagnética hace que dos objetos de cargas iguales se repelan (si se ha pasado el umbral de acción de la fuerza nuclear fuerte). A nivel macroscópico, cuando dos objetos están lo suficientemente lejos, estos continuarán alejándose uno del otro cada véz mas velozmente (comportamiento que se atribuye a la relatividad y la energía oscura). De ésta manera, vemos como la gravedad es parcialmente análoga a la unión de éstas otras dos fuerzas. Sin embargo, para completar la analogía, falta a nivel de la fuerza electromagnética pensar que ocurre con la materia oscura. Las observaciones astronómicas han demostrado que las mas grandes concentraciones de materia oscura en el universo se encuentran en las mismas regiones que la materia ordinaria. Y he aquí la analogía restante, los objetos de "masas opuestas" se atraen.


Bueno, esto era lo que quería compartir con ustedes en esta ocasión. Si quien está leyendo conoce sobre éste tema, espero porfavor disculpe cualquier error que pude haber cometido, hechos obvios que haya podido omitir o si simplemente mi idea está mas que repetida. Les agradecería me dejaran un comentario para conocer lo que opinan de esto. Muchísimas gracias por leer, y será hasta una próxima vez.

5 comentarios:

  1. FE DE ERRATA: En el artículo estuve hablando sobre "materia oscura" cuando me refería a los objetos de masa negativa. En realidad, este propiedad es falsa. Mas cercano es el concepto de la "anitmateria". Sin embargo, no involucra masas, sino cargas electricas anomrales (como los positrones, electrones de carga positiva). Esto implicaría que la analogía con la masa no haría falta, y que la verdadera analogía sería con la aserción de si el objeto esta formado por materia de carga normal, o de carga inversa (antimateria), je je... :P

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  3. Hola vi tu blog y me pareció bastante interesante, sobretodo es raro ver a un computista metiéndose con física de ese modo, somos pocos los que lo hacemos.

    Tu punto es interesante, tal vez no hay 4 fuerzas fundamentales, de hecho puede llegar a existir solo una fuerza fundamental que por construcción puede llegar a crear efectos que hagan parecer que existen varias fuerzas.

    Pero tu punto es que la gravedad puede ser compuesta, ya que la materia y la antimateria se atraen a nivel macro, pero para hacer una analogía con el electromagnetismo unido con la fuerza nuclear entonces a grandes distancias la gravedad debería hacer que las galaxias se alejen.

    Suponiendo que tu idea fuera cierta, nos quedaríamos sin evidencia del bigBan, porque las galaxias ya no se alejarían por una velocidad inicial originada por una “explosión inicial” sino mas bien por una aceleración que tiene q ver con su masa.

    Pero a su vez esto explicaría porque las galaxias no solo se alejan, sino también porque se alejan cada vez más rápido, también resolvería el problema de la inflación cósmica.

    Bueno lo único que he hecho es explorar tu idea, que de ser cierta haría que más de la mitad de la literatura física se convirtiera en basura, pero eso no es malo, así paso con Galileo, Newton y Einstein.

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  4. Hola Max, muchísimas gracias por leer y comentar. Tienes razón, de verdad es muy raro encontrar computistas a los que les guste la física, je je.

    He estado leyendo un poco y parece que la teoría de cuerdas incluye la existencia de una sola 'superfuerza' al momento del Big Bang, que luego se convirtió en las 4 fuerzas fundamentales que conocemos. Sin embargo, si la gravedad se comportase de verdad como una fuerza compuesta, como bien has dicho, no habría evidencia siquiera de que el Big Bang haya ocurrido.

    Bueno, en realidad solo es una idea. Habría que saber mucho más de física para poder decir algo con propiedad. Pero de verdad me alegro que te parezca interesante...

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  5. Muy interesante idea que no es nada nueva, pues muchos físicos ya se lo habían imaginado pues la fórmula de la carga eléctrica puntual de una partícula tiene aparentemente la misma ecuación que la fórmula de la ecuación de la gravedad, a diferencia de que en esta última en lugar de cargas: q1 y q2 se manejan masas: m1 y m2, lo complicado de empatar los dos sistemas es la dificultad de transforma cargas a masas y masas a cargas, aunque parece fácil decirlo en la práctica no es tan fácil lograrlo por algunos inconvenientes físicos; pero ya estoy trabajando en ello, saludos.

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