¿Y si todo gira?

Muy poco sé realmente de física, aunque siempre me ha interesado mucho. Sin embargo, por extraña que pueda ser la mecánica cuántica, la parte que me parece más anti-intuitiva de la física estándar es la gravedad. Siempre me ha parecido extraño que dos objetos cualesquiera se atraigan, con un rango de alcance potencialmente infinito, solo por tener masa. El modelo y las ecuaciones son consistentes con las observaciones hechas hasta el momento, pero no por eso deja de parecerme extraño. ¿Por que el universo habría de comportarse de esta manera? ¿Que tiene que ver la masa con la atracción? Finalmente la masa no es sino una manifestación de la energía, pero incluso la relación energía/atracción no me parece intuitiva.

Esa idea ha estado dando vueltas en mi mente durante un tiempo y posiblemente no exista una explicación definitiva de por que la gravedad es como es (más allá de que sea consistente con observaciones hechas). Pero en estos días se me ocurrió una posible forma en la que pudiera explicarse, aunque seguramente estoy lejos de la verdad, cegado por mi propia ignorancia en el tema. Igual, me gustaría compartirlo.

Supongamos un trozo de hilo que atraviesa a una esfera (como un collar al que le queda un solo adorno). Este hilo está sujetado a una motor giratorio exactamente a la mitad de su longitud. A ambos extremos del hilo hay nudos que impiden a la esfera soltarse del mismo. Ahora, el motor comienza a girar y el hilo se tensa. ¿Que sucede con la esfera? Después de un rato, la misma se deslizará hasta alguno de los extremos del hilo. De hecho, mientras más cerca esté de algún extremo, más rápido se deslizará hacia el mismo. Esto, claro, si la esfera no se encontraba igualmente en la mitad exacta del hilo, donde no experimentaría fuerza alguna y se quedaría estático.

Pensemos ahora en la misma situación, pero en dos dimensiones. Se tiene un cilindro, de altura apenas suficiente para que quepa una esfera como la anterior. Se coloca un motor giratorio en algún punto de la pared del cilindro (no en las bases). Se enciende el motor y el cilindro empieza a girar en torno a una de sus bisecrtices. ¿Que le ocurre ahora a la esfera? Pues se deslizará hasta terminar pegado a una de las paredes del cilindro. Específicamente a aquella pared, que sea ortogonal a la bisectriz pivote y esté lo más cercana posible a la posición original de la esfera. Ahora, podemos abstraernos un poco más. ¿Y si lográramos construir una máquina que hiciese girar tal cilindro a través de todas sus posibles bisectrizes simultáneamente? Las fuerzas se compensarían y la esfera simplemente se deslizaría hacia la pared que tenga más cerca.

... ¿Y si ahora lo llevamos a tres dimensiones? Tendríamos esferas girando en torno a todos los posibles ejes que la atraviesen, en alguna cuarta dimensión (o más), y cualquier cosa que esté dentro de ellas se deslizará hasta alguna de las paredes de la misma. Esto, para mi, es lo que puede resultar siendo la gravedad. ¿Que relación tiene la masa y la distancia con esto? La masa bien pudiera ser una manifestación visible del diámetro que comprenden las hyperesferas en cuatro dimensiones. La constante gravitacional (G) podría ser la frecuencia constante a la que giran estas hyperesferas. Por tanto, siendo la frecuencia constante, mayor diámetro implica mayor velocidad angular. Pero mayor velocidad angular implica mayor fuerza centrífuga sobre los objetos en el interior. Finalmente, mayor masa implica mayor atracción.

Muy bien, pero ahora hay un pequeño detalle. La gravedad parece estar invertida en este modelo. La cosas en el interior de estas hyperesferas, son atraídas al borde exterior de las mismas. La gravedad parece funcionar al revés. Atrae las cosas externas a un objeto hacia el interior del mismo. Es una aparente contradicción, pero no lo es así. Por que el interior de las hyperesferas viene a representar a la totalidad del universo. El exterior de estas hyperesferas está indefinido (por ahora). ¿Tiene sentido que todas las direcciones terminen apuntando al mismo sitio entonces (el centro de la hyperesfera)? Y la respuesta es que si. Por que no estamos hablando del universo como solo espacio, sino como espacio/tiempo. En cualquier dirección, lo más lejano que podemos alguna vez esperar ver es el inicio del universo mismo. En cualquier dirección, tal inicio se refiere al mismo momento y mismo lugar.

¿La relatividad tiene sentido en este modelo? La verdad, no lo sé. Pero se puede pensar un poco sobre ello. Imaginemos una partícula que viaje sumamente rápido, a velocidades relativistas. Esa partícula, si tiene masa, es una hyperesfera girando en al menos cuatro dimensiones. Pero el movimiento de la partícula, sumado a la velocidad angular, no debe superar la velocidad de la luz. Por lo tanto, cuanto más aumenta la velocidad de la partícula, debe disminuir la velocidad angular. Pero la frecuencia es una constante. La única forma de perder velocidad angular es la de disminuir el radio de la hyperesfera. Pero disminuir tal radio, por definición, es disminuir la masa. En el extremo, la hyperesfera tendrá radio cero y por ende masa cero (como los fotones). El tiempo también empieza a carecer de sentido conforme la velocidad aumenta. El centro de las hyperesferas es el inicio del universo. Si el radio es cero, quiere decir que la partícula aún se encuentra en ese punto. El tiempo, para esa partícula, no tiene significancia. Para partículas que se acerquen a la velocidad de la luz, pero no la alcancen, el tiempo habrá transcurrido pero más lento que para nosotros. Interesante sería ver si las transformaciones de Lorentz son consistentes con esta propuesta, pero la verdad es que no lo sé realmente.

¿La mecánica cuántica tiene sentido en este modelo? Esta es mucho más dificil y probablemente sea incompatible. Pero igualmente me gustaría pensar sobre eso. La pregunta a hacer, podría ser: ¿Cual es el estado particular de una hyperesfera, en un instante de tiempo? Es imposible saber realmente su estado, solo sabemos que está girando en torno a todos sus posibles ejes. Pero si podemos escribir una función de probabilidad sobre todos los posibles estados en los que pueda estar. A primera vista, tal función sería constante, ya que cualquier estado es equiprobable con el resto. Pero las interacciones de la hypersefera con su entorno pueden influir y hacer más probable algún estado en particular. Tenemos entonces una función de onda que describe la probabilidad. La dimensión (o dimensiones) sobre las que gira la hyperesfera serían las dimensiones imaginarias que completarían el espacio de Hilbert para tres dimensiones. ¿Que significa observar el estado de una hyperesfera? Es tratar de medir alguna propiedad de la misma, como la masa (que es proporcional al radio de la misma). Pero si la hyperesfera se encuentra en un estado ortogonal al nuestro, entonces no podremos observarla. Si se encuentra en un estado que no es ortogonal, observarla haría que se transforme a un estado que sea paralelo al nuestro. De aquí que solo podemos saber una de dos cosas sobre la hyperesfera en cuestión: Su ortogonalidad respecto a nosotros o la masa de la misma. Algo me dice que el nivel de incertidumbre entre estos dos observables es análogo al de la posición y el momentum de una partícula, pero la ignorancia en el tema me impide decir nada ciertamente.

Y bueno, esta es la idea que ha venido rondándome la mente durante un tiempo, jeje. Posiblemente tiene muchas fallas y contradicciones, pero quería compartirlo con ustedes para que no quedara sepultado por siempre solo en un pensamiento. Cualquier comentario es más que bienvenido (amigos físicos, no me destruyan demasiado, jajaja). Hasta la próxima.