«La imaginación es más
importante que el conocimiento.»
«La única fuente del
conocimiento es la experiencia.»
«Lo importante es no dejar de hacerse
preguntas.»
«Quien nunca ha cometido un error
nunca ha probado algo nuevo.»
«Si buscas resultados distintos, no
hagas siempre lo mismo.»
«Si tu intención es descubrir
la verdad, hazlo con sencillez, la elegancia déjasela al
sastre.»
«Si no puedo dibujarlo, es que no lo
entiendo.»
«Cada día sabemos más y
entendemos menos.»
«El hombre encuentra a Dios
detrás de cada puerta que la ciencia logra
abrir.»
José Francisco Albarrán
Escobar
Febrero de 2010
Antes que nada, quiero advertir que sólo soy un
aficionado a la física con formación y
práctica en las ciencias sociales, por lo que pido
disculpas de los posibles errores, omisiones o imprecisiones que
pudieran tener mis planteamientos. Además de que por esa
misma razón o limitación, solamente estoy
proponiendo una "hipótesis" sobre el origen y contenido de
la fuerza de gravedad; hipótesis que en caso de proceder,
tendría que ser desarrollada en términos
matemáticos y probada experimentalmente por los expertos,
a efecto de elaborar en su momento la teoría
correspondiente.
Cabe señalar que mi afición por la
física se dio de manera accidental al encontrarme con un
libro de Albert Einstein titulado, "Sobre la Teoría de la
Relatividad Especial y General" (Ediciones Atalaya, 1988. Madrid,
España); motivándome de entrada las primeras
palabras del prólogo, que textualmente dicen: "El
presente librito pretende dar una idea lo más exacta
posible de la teoría de la relatividad, pensando en
aquellos que, sin dominar el aparato matemático de la
física teórica, tienen interés en la
teoría desde el punto de vista científico y
filosófico general". Así también por
algunas de sus frases más famosas que me encontré
en la Red y que aparecen formando parte de la portada del
presente ensayo.
Como se puede apreciar por el título del trabajo,
la principal inquietud que me surgió de la lectura del
Libro fue la relacionada con la fuerza de gravedad,
fenómeno que para la Física Clásica consiste
únicamente en "describir" la manifestación y
efectos de esta fuerza, definiéndola como "la
atracción que experimentan dos masas en razón de la
distancia que las separa y de una constante de atracción
universal", definición aplicable en este caso al
movimiento de los astros; o bien, como "la fuerza con la que se
precipita un cuerpo a la superficie de otro, en razón de
la altura y una constante de aceleración derivada de la
misma constante universal de gravitación" (la gravedad
terrestre por ejemplo). En la Física Relativista, la
gravedad ya no se define como una "relación" entre dos
cuerpos o masas, sino como la "curvatura del espacio-tiempo"
producida por grandes masas, curvatura que viene a ser
según esta teoría la responsable de los movimientos
de los astros y de las interacciones entre los cuerpos sujetos a
su influencia (caída). Cabe señalar sin embargo,
que en ninguna de las dos teorías se aborda o se
profundiza sobre el aspecto físico o material de la
gravedad, es decir, como una "fuerza" o "energía" material
(entidad física); ya que sólo se concretan a
establecer las ecuaciones sobre el comportamiento de esos
fenómenos, cuya diferencia estriba en que las ecuaciones
de la física relativista son de mayor alcance y
precisión, pues consideran el espacio cuadridimensional de
Minkowsky (continuo espacio-tiempo), la constancia de la
velocidad de la luz, las transformaciones de Lorentz, la
geometría curva de Gauss y el tensor de
energía-impulso de Riemann. Teoría que permite
además generalizar la descripción de todos los
fenómenos de la naturaleza sin importar el sistema de
referencia o movimiento. Es precisamente esa omisión o
falta de profundización de estas dos teorías en el
aspecto material lo que motivó mi interés de
proponer una hipótesis sobre el origen y contenido de la
fuerza de gravedad.
Por lo que se refiere al desarrollo de la
exposición, ésta se encuentra dividida en tres
partes: la primera destinada a la definición y
establecimiento del marco teórico y metodológico
sobre el que se sustentará la hipótesis. La segunda
consistente en hacer un análisis conceptual del
pensamiento de Einstein, a partir de la reflexión de
algunas citas textuales del Libro con sus respectivos comentarios
y conclusiones. Y la tercera, dedicada exclusivamente al
enunciado y desarrollo de la hipótesis, así como al
planteamiento de otras inquietudes e ideas de carácter
general.
Por último, quisiera reiterar que este ejercicio
de reflexión es de orden meramente conceptual, ya que no
contiene formulaciones o descripciones matemáticas dada mi
falta de dominio de este recurso; asimismo, quiero decir que mi
trabajo se encuentra basado únicamente en el Libro de
referencia, así como en la literatura que existe en la
actualidad sobre el tema y apoyada desde luego en la
intuición, el sentido común y la imaginación
que el propio Einstein y otros pensadores utilizaron en su
momento para crear, proponer y desarrollar sus ideas.
En mi paso por la Universidad tuve la oportunidad de
estudiar metodología de la ciencia también llamada
teoría del conocimiento, disciplina que me
permitió conocer las diferentes formas que la humanidad ha
creado para entender el mundo, formas que en términos
generales quedan reducidas a dos concepciones, una
idealista y otra materialista. La idealista, basada
en una reflexión teórico-especulativa que busca dar
una respuesta o sentido a nuestra existencia y a todo lo que nos
rodea, a través de dos discursos interpretativos en donde
el objeto está subordinado al sujeto; uno de
carácter dogmatico-teológico que es la
religión y otro de tipo racional enfocado a la
reflexión del "ser" y del "deber ser" que es la
filosofía. La concepción materialista por su
parte, es la que se encuentra sustentada en un método
teórico-demostrativo que busca dar una explicación
objetiva y causal de la constitución y comportamiento de
la naturaleza o realidad, en donde el sujeto está
subordinado al objeto, correspondiendo esta forma de conocimiento
a la ciencia. Cabe señalar que estas concepciones
obedecen al propio desarrollo histórico del hombre, ya que
lo primero que se generó fue el llamado pensamiento
mágico o religioso, producto del miedo a lo desconocido y
a las cosas y fenómenos de la naturaleza que le
imponían. Luego creó la filosofía como
herramienta de explicación de los primeros principios y
últimas causas del "qué" y el "para qué" de
todo lo existente. Y por último la ciencia, como recurso
de explicación y descripción racional de la
naturaleza y también como medio para dominarla y
aprovecharla en su beneficio. Dentro del contexto
materialista-científico en el que se ubicará
nuestra reflexión, existen dos métodos de
generación de conocimiento, uno lógico-formal o
deductivo y otro dialéctico o inductivo; el
primero que consiste en describir la forma y comportamiento de
los fenómenos a partir de la relación causa-efecto.
El segundo, que consiste en explicar los cambios o
transformaciones de la realidad en base a la síntesis
resultante de la interacción de contrarios, métodos
que se complementan con el experimental para crear las
leyes y teorías científicas.
Toda vez que el objeto de estudio de la física es
la Realidad, lo primero que debemos hacer es definirla y
precisarla, pues ésta suele ser considerada de dos
maneras, una objetiva y otra subjetiva. La objetiva
es cuando nos referimos a todo aquello que percibimos con
nuestros sentidos, ya sea en forma directa o indirecta y que
hemos dado en llamar Realidad Física o material. La
subjetiva en cambio, es cuando hablamos de aquello que generamos
con nuestro pensamiento e imaginación y a la que
denominaremos Realidad Mental o abstracta, que está
constituida en buena parte por ideas o pensamientos derivados de
la misma realidad física. Cabe señalar sin embargo,
que esta separación es hasta cierto punto relativa o
convencional, pues lo que se conoce como procesos mentales no son
otra cosa que el producto de "reacciones químicas" de
nuestro organismo que también forman parte de la realidad
física.
Tanto para la Física como para las demás
ciencias naturales, la realidad física viene a ser todo lo
que existe materialmente hablando en cuanto a
Constitución y Comportamiento; es decir,
todas las cosas y hechos que por instinto, accidente, necesidad o
curiosidad el ser humano percibe, observa, analiza, ordena y
sistematiza; creando en virtud de su inteligencia y racionalidad
un cuerpo de conocimientos que se ha dado en llamar ciencia,
disciplina que se encuentra sustentada y estructurada en una
serie de principios y leyes universales. Cabe señalar que
esta realidad física presenta a su vez un Aspecto
Material y un Aspecto Descriptivo; el primero, es el
que se refiere a las características físicas que
hacen perceptibles y mesurables a los objetos y fenómenos
de la naturaleza, razón por la cual se les denomina a
estos Entidades Físicas, cuyo componente
fundamental es la "energía" en sus diversas
manifestaciones, tanto de contenido como de
interacción. El segundo, es el que tiene que ver
con aquellos convencionalismos creados por el hombre para
describir la constitución (estructura) y el comportamiento
(interacciones) de esas entidades físicas, denominados en
este caso Recursos Descriptivos y que están
representados en general por la Física, las
Matemáticas y la Geometría; y de
manera específica, por Teoremas, Teorías,
Leyes, Ecuaciones, Magnitudes y Unidades de
Medida.
Siguiendo la desagregación de la realidad, las
entidades físicas presentan también un aspecto
material o de contenido y otro descriptivo o de forma; en cuanto
al aspecto material, las entidades físicas se dividen en
dos tipos: las partículas constitutivas (oscuras y
bariónicas) y las de interacción que son las que
representan las fuerzas fundamentales de la naturaleza. En cuanto
al aspecto descriptivo, se tiene por una parte los recursos de
descripción dimensional o estructural (área,
volumen y masa) y por otra, los de funcionamiento o de
interacción (movimiento y fuerza), como se puede apreciar
a detalle en el cuadro siguiente:
Como sabemos, los principales recursos o
convencionalismos que la física utiliza para describir la
estructura y funcionamiento del Universo son el espacio y
el tiempo, elementos que al unirse constituyen la cualidad
fundamental de éste que es el "movimiento"
manifestado en sus diferentes formas (rectilíneo,
circular, oscilatorio, ondulatorio y vibratorio). En la
teoría relativista estas magnitudes se presentan como un
continuo "espacio-tiempo", que junto con la
gravedad es utilizado como un "entramado geométrico
cuadridimensional" para ubicar y describir el comportamiento de
las entidades físicas. Asimismo, el espacio y el tiempo
son usados también como en la física clásica
en forma separada para ubicar, medir o calcular distancias,
áreas, volúmenes, momentos, velocidad, procesos,
etc.
Cabe señalar por otra parte, que el espacio y el
tiempo constituyen la base de todas las demás magnitudes
físicas utilizadas para describir y explicar la realidad
como la aceleración, el peso, la masa, la gravedad, la
fuerza, etc. Sin embargo, estas magnitudes suelen ser
consideradas por el pensamiento actual no sólo como
recursos descriptivos, sino que también como entidades
físicas, ello debido a una "fijación" de orden
psicológico y antropocéntrico derivada de dos
necesidades existenciales fundamentales: La espacial, que
es la de dar sentido a su existencia física como
"ocupante" de un lugar en el Universo junto con las demás
cosas de la naturaleza (aspecto material), así como la de
establecer o delimitar los espacios ocupados y vacios (aspecto
descriptivo). Y la temporal, que es la de dar sentido a su
existencia como ser biológico sujeto a un ciclo de
nacimiento y muerte (aspecto material); así como la de
medir la "duración" de ese ciclo natural y los cambios de
lugar (movimientos) o de estado (interacciones) de él y de
las demás cosas que le rodean o percibe (aspecto
descriptivo). Adicionalmente a esas necesidades de orden
físico, existe también una de carácter
mental que descansa en los convencionalismos que creamos
para ubicar en nuestra memoria "lo que ya sucedió" (tiempo
pasado); en nuestro consciente "lo que está sucediendo"
(tiempo presente) y en nuestro consciente e inconsciente "lo que
sucederá" como expectativa, previsión, deseo o
sueño (tiempo futuro); situaciones que desde el punto de
vista físico podemos decir que el primero no existe porque
ya sucedió como hecho material y real, quedando
únicamente en nuestra memoria como recuerdo; que el
segundo si existe porque es lo que está sucediendo en el
momento, aunque instantánea y permanentemente se
está convirtiendo en pasado; y que el tercero no existe,
por encontrarse sujeto a la probabilidad de que suceda de manera
natural o intencional.
En razón de lo anterior, podemos concluir tres
cosas: Una, que la realidad física posee un aspecto
material (contenido) y un aspecto descriptivo (forma). Dos, que
el espacio y el tiempo sólo son convencionalismos de
medición y descripción de la naturaleza. Y tres,
que la energía es el sustrato material de todo el Universo
y el movimiento su cualidad fundamental, lo que confirma el
principio de que no existe ni vacio ni reposo
absolutos.
Cabe señalar por último, que mi
hipótesis sobre el origen y contenido de la fuerza de
gravedad se sustentará básicamente en la
Explosión Original o Big Bang, que es desde
mi punto de vista la fuerza generadora de todos los movimientos
naturales, así como de la energía constitutiva y de
interacción (oscura y bariónica) de la que
está compuesto el Universo. Concepción
complementada por el supuesto relativista de un espacio no
vacío, esférico y en expansión.
Algunas Consideraciones Sobre la Teoría de la
Relatividad
Después de una lectura detenida del Libro de
Einstein, entendí que la Física Relativista es ante
todo una forma de concebir, describir y explicar el Universo
basado en un principio de generalización que el autor
enuncia en su Relatividad Especial de la siguiente manera: "Toda
ley general de la naturaleza tiene que estar constituida de tal
modo que se transforme en otra ley de idéntica estructura
al introducir, en lugar de las variables espacio-temporales x,
y, z, t del sistema de coordenadas original K, nuevas
variables espacio-temporales x´, y´, z´,
t´ de otro sistema de coordenadas K´ ,
donde la relación matemática entre las cantidades
con prima y sin prima viene dada por la transformación de
Lorentz" (Página 41). Y en la Relatividad General: "las
ecuaciones tienen que transformarse en otras de la misma forma al
hacer cualesquiera sustituciones de las variables gaussianas
x1, x2, x3, y x4; pues toda sustitución (y no
sólo la de la transformación de Lorentz)
corresponde al paso de un sistema de coordenadas gaussianas a
otro" (Página 86). Cabe señalar que estos
principios generalizadores, permitieron a su vez el
descubrimiento de otros aspectos de la realidad física
como ya se mencionó en el apartado del marco conceptual y
metodológico. No obstante, al profundizar en la lectura y
en la reflexión sobre los diferentes conceptos manejados
por Einstein en su exposición, me surgieron una serie de
dudas e inquietudes que he considerado pertinente analizar y en
su caso replantear o modificar, siendo estos los siguientes: Los
"Efectos Físicos" en el Tiempo y el Espacio; El
"Crecimiento" de la Masa Inercial por la Absorción de
Energía; La "Contracción" de los Cuerpos en
Movimiento; La "Igualdad" de la Masa Inercial y la Masa
Gravitacional; el Carácter "Aparente" de la Fuerza de
Gravedad, La "Curvatura" del Espacio-Tiempo y La "Inexistencia"
del Éter. Cabe señalar que todos estos temas se
encuentran relacionados con la apreciación o el uso
ambiguo de los aspectos descriptivos y materiales de la realidad
física que son el espacio-tiempo y la
materia-energía, respectivamente.
Los "Efectos Físicos" en el Tiempo y en el
Espacio
CITAS:
En el Capítulo 12 El Comportamiento de Reglas
y Relojes Móviles, Einstein nos dice: "Coloco una
regla de un metro sobre el eje x´ de
K´, de manera que un extremo coincida con el punto
x´= 0 y el otro con el punto x´= 1.
¿Cuál es la longitud de la regla respecto al
sistema K? Para averiguarlo podemos determinar las
posiciones de ambos extremos respecto a K en un momento
determinado t. De la primera ecuación de la
transformación de Lorentz, para t= 0, se obtiene
para estos dos puntos:
A priori es evidente que las ecuaciones de
transformación tienen algo que decir sobre el
comportamiento físico de reglas y relojes, porque las
cantidades x, y, z, t no son otra cosa que resultados de
medidas obtenidas con reglas y relojes. Si hubiésemos
tomado como base la transformación de Galileo, no
habríamos obtenido un acortamiento de longitudes como
consecuencia del movimiento.
Imaginemos ahora un reloj con segundero que reposa
constantemente en el origen (x´ = 0) de
K´. Sean t´ = 0 y t´ = 1
dos señales sucesivas de este reloj. Para estos dos tics,
las ecuaciones primera y cuarta de la transformación de
Lorentz dan:
COMENTARIOS:
Antes de iniciar el análisis de las citas,
trataré de ilustrar con unos esquemas lo que Einstein con
palabras nos explica las diversas maneras de percibir y describir
la realidad. En el ESQUEMA 1 por ejemplo, se puede
ver no sólo la representación de los sistemas de
referencia K (negro) y K´ (azul) del
movimiento rectilíneo uniforme en el que se basa la
Teoría Especial de la Relatividad, sino también los
dos niveles de concepción y descripción de la
realidad; el abstracto o axiomático (rojo y negro) que
corresponde a la geometría plana y espacial
(euclídea) y el concreto o físico (verde y azul) en
donde el espacio y el tiempo se manifiestan de dos maneras: una
separada, en el que el tiempo transcurre independientemente de
los seres u objetos tridimensionales (verde) que sería el
mundo de la física clásica; y otra, en el que lo
físicamente real es considerado como un ser
cuadridimensional, donde el tiempo asume el mismo papel que las
tres coordenadas espaciales, conformando así el llamado
continuo espacio- tiempo (azul), que viene a ser el elemento
básico de descripción de la física
relativista.
ESQUEMA 1
En el ESQUEMA 2 se presenta "el comportamiento de
reglas y relojes sobre un cuerpo de referencia en
rotación", que sería la representación
gráfica del ejemplo con el cual Einstein intenta demostrar
el postulado de la Teoría de la Relatividad
General.
Como se puede ver, tenemos un cuerpo o sistema de
referencia K (de Galileo) y uno en rotación
K´. En este segundo sistema se experimentan tres
fenómenos: el primero es el efecto centrífugo
(inercial hacia afuera) y centrípeto (gravitatorio hacia
adentro) producido por el movimiento circular del sistema; el
segundo, el efecto del "acortamiento" de la regla rígida
producido por el desplazamiento de esta en dirección de
movimiento del disco; y el tercero, el efecto de "alentamiento"
del reloj (dilatación del tiempo) ubicado en la periferia
del disco, provocado también por movimiento del disco en
rotación. Al igual que en la Relatividad Especial,
Einstein nos explica el comportamiento del espacio y el tiempo de
un sistema de referencia respecto a otro, a partir de las
mediciones efectuadas por un observador ubicado en uno de esos
sistemas de referencia, pero en este caso considerando la
influencia de la gravedad sobre los objetos de
medición.
ESQUEMA 2
Pasando al análisis de las citas, vemos que en la
primera se nota una cierta confusión entre el aspecto
descriptivo y el aspecto material del espacio y el tiempo, pues
en el ejemplo de las reglas (espacio), nos explica con la
transformación de Lorentz (elemento o recurso descriptivo)
la relación de la longitud de un espacio medido en un
sistema de referencia (K) con respecto a otro
(K´), cuyas mediciones por lógica
deberán ser diferentes porque cada sistema de referencia o
de movimiento poseen sus propios tiempos y espacios como lo
establece la misma Teoría de la Relatividad; sin embargo,
cuando nos dice que una "regla rígida" que "se mueve con
velocidad v en el sentido de su longitud" es más
corta que estando en reposo y aún más corta cuanto
más rápidamente se mueva, nos está indicando
ya que no se trata de la variación de una medición
del espacio entre un punto y otro (x´ = 0 y
x´ = 1), sino de un fenómeno físico
que es el "acortamiento" de una "regla rígida" (entidad
física) producido o provocado por el movimiento al que es
sometido ésta, fenómeno que como tal no lo explica
y sólo infiere que la velocidad c (de la luz)
desempeña el papel de velocidad límite que no puede
ser sobrepasada por ningún cuerpo real, agregando que si
la regla está en reposo respecto al sistema de referencia
K la longitud en relación a K´
será la transformada de Lorentz. De ahí la duda o
confusión sobre el uso descriptivo y material del espacio
y el tiempo, conceptos que nosotros consideramos estrictamente
como magnitudes o recursos descriptivos convencionales;
razón por la cual, consideramos que el fenómeno de
acortamiento de las reglas debe explicarse en términos
estrictamente físicos (aspecto material).
Por lo que toca a la segunda cita, Einstein nos dice que
un reloj marcha algo más despacio cuando se está
desplazando que cuando está en reposo. Efecto que como
podemos apreciar es similar al del espacio, cuya
explicación podría darse en los mismos
términos, es decir, que los tiempos se juzgan de un
sistema de referencia en relación con otro (relatividad de
los movimientos) como ya ha quedado establecido.
Presentándose también aquí la "mezcla" del
aspecto descriptivo (transformación de Lorentz) y el
aspecto material, al decir que el reloj "marcha algo más
despacio" conforme se va desplazando con mayor velocidad;
comportamiento que si lo analizamos físicamente, veremos
que el reloj sólo puede "caminar" o "marchar" más
lento o despacio si su mecanismo de oscilación se ve
frenado por una fuerza también de orden físico como
el caso de la "regla rígida" en movimiento como un efecto
de la aceleración gravitacional.
El espacio y el tiempo como ya ha quedado demostrado, no
son entidades físicas sino sólo recursos
convencionales de medición para describir la
constitución y funcionamiento de la naturaleza; ya que el
espacio en el sentido de vacío físico no existe,
tal como lo demuestra Einstein a partir de la idea de Descartes
de que el espacio es en esencia igual a extensión, la cual
va siempre vinculada a las cuerpos, por lo que ningún
espacio puede existir sin cuerpos; es decir, no puede haber
espacio vacío. Idea que es confirmada teóricamente
con su constante cosmológica y físicamente con el
descubrimiento reciente de la energía y la materia oscura,
hecho que ha venido a su vez a revivir el concepto del
éter o de la llamada quinta esencia.
En cuanto al tiempo, podemos decir que éste
sólo adquiere sentido cuando se le relaciona con el
espacio, es decir, como "movimiento" (espacio/tiempo), ya que
sólo sirve como un auxiliar para determinar el cambio de
lugar o de estado de las entidades físicas y más
específicamente para medir la intensidad o rapidez de
desplazamiento (velocidad) o de los cambios de estado
(duración) de éstas. De tal manera que si
"desapareciéramos" el espacio por ejemplo, el tiempo
quedaría como una simple abstracción o concepto sin
utilidad o sentido alguno.
Por lo que se refiere al "acortamiento de reglas
rígidas" o "relojes que caminan más despacio",
cuyos fenómenos son descritos por Einstein mediante
formulaciones matemáticas, cabe aclarar que no se trata de
un "acortamiento del espacio" o de un "alentamiento del tiempo",
sino de fenómenos físicos reales producidos por la
velocidad y la gravedad a la que se ve sometida la materia
(cuerpos y mecanismos) como se podrá ver más
adelante.
El "Crecimiento" de la Masa Inercial por la
Absorción de Energía
El cotejo directo de este postulado con la experiencia
queda por ahora excluido, porque las variaciones de
energía E0 que podemos comunicar a un sistema no
son suficientemente grandes para hacerse notar en forma de una
alteración de la masa inercial del sistema. E0/c2
es demasiado pequeño en comparación con la masa
m que existía antes de la variación de
energía. A esta circunstancia se debe el que se pudiera
establecer con éxito un principio de conservación
de la masa de validez independiente". (Página
44-45).
En el primer párrafo de la cita se puede apreciar
una falta de precisión y claridad en los conceptos, ya que
no nos dice cuales son las características del "cuerpo" en
movimiento y de que tipo e intensidad es la "radiación"
que absorbe (tal vez podría tratarse del famoso cuerpo
negro de Planck); ya que simplemente nos dice que por ese hecho
el cuerpo experimenta un "aumento" de energía.
En este caso, la conclusión es que no existe como
tal una "absorción" de energía que haga "crecer" la
masa, más bien lo que se produce es un campo
energético en torno a la masa o al cuerpo en movimiento
sujeto a radiación, cuyos ejemplos podrían ser los
campos electromagnéticos y los campos gravitacionales
respectivamente. Además, especulando un poco sobre la
naturaleza o constitución de esta "radiación", se
podría decir que es energía y/o materia oscura
captada y acumulada por el movimiento de la masa.
La "Contracción" de los Cuerpos en
Movimiento
CITAS:
En el Capítulo 16 La Teoría de la
Relatividad Especial y la Experiencia, Einstein
comenta:
Esta hipótesis, que electrodinámicamente
no se justifica en modo alguno, proporciona esa ley del
movimiento que se ha visto confirmada con gran precisión
por la experiencia en los últimos
años……La segunda clase de hechos que hemos
señalado se refiere a la cuestión de si el
movimiento terrestre en el espacio se puede detectar o no en
experimentos efectuados en la Tierra. Ya indicamos en 5 que todos
los intentos realizados en este sentido dieron resultado
negativo…….Michelson halló con este
propósito un camino que parecía infalible.
Imaginemos dos espejos montados sobre un cuerpo rígido,
con las caras reflectantes mirándose de frente. Si todo
este sistema se haya en reposo respecto al éter
lumífero, cualquier rayo de luz necesita un tiempo muy
determinado T para ir de un espejo a otro y volver. Por el
contrario, el tiempo (calculado) para ese proceso es algo
diferente (T´) cuando el cuerpo, junto con los
espejos, se mueve respecto al éter. ¡Es
más¡ Los cálculos predicen que, para una
determinada velocidad v respecto al éter, ese
tiempo T´ es distinto cuando el cuerpo se mueve
perpendicularmente al plano de los espejos que cuando lo hace
paralelamente. Aún siendo ínfima la diferencia
calculada entre estos dos intervalos temporales, Michelson y
Morley realizaron un experimento de interferencias en el que esa
discrepancia tendría que haberse puesto claramente de
manifiesto. El resultado del experimento fue, no obstante,
negativo, para gran desconcierto de los físicos. Lorentz y
Fitzgerald sacaron a la teoría de ese desconcierto,
suponiendo que el movimiento del cuerpo respecto al éter
determinaba una contracción de aquel en la
dirección del movimiento y que dicha contracción
compensaba justamente esa diferencia de tiempos. La
comparación con las consideraciones de 12 demuestran que
esta solución era también la correcta desde el
punto de vista de la teoría de la relatividad. Pero la
interpretación de la situación según esta
última es incomparablemente más satisfactoria. De
acuerdo con ella, no existe ningún sistema de coordenadas
privilegiado que dé pie a introducir la idea del
éter, ni tampoco ningún viento del éter ni
experimento alguno que lo ponga de manifiesto. La
contracción de los cuerpos en movimiento se sigue
aquí, sin hipótesis especiales, de los dos
principios básicos de la teoría; y lo decisivo para
esta contracción no es el movimiento en sí, al que
no podemos atribuir ningún sentido, sino el movimiento
respecto al cuerpo de referencia elegido en cada caso. Así
pues, el cuerpo que sostiene los espejos en el experimento de
Michelson y Morley no se acorta respecto a un sistema de
referencia solidario con la Tierra, pero sí respecto a un
sistema que se halle en reposo en relación al Sol".
(Página 48-50).
COMENTARIOS:
Por una parte, tenemos la explicación
física de H. A. Lorentz que supone la existencia del
éter como el sustrato material generador de la
contracción de los cuerpos al obstruir o frenar el
desplazamiento de la materia en movimiento. Y por otra, la
explicación descriptiva del fenómeno en base
a la relatividad de los sistemas de referencia, con la que
Einstein "elimina" teórica o matemáticamente no
sólo la posibilidad de alteraciones físicas en la
materia por el movimiento, sino también de la existencia
del éter.
Como podemos apreciar, aparece nuevamente la
contradicción o la confusión entre el aspecto
material y el aspecto descriptivo, ya que la explicación
relativista de éste fenómeno ( como otros) no se
corresponde aparentemente con la realidad física; toda vez
que en este caso por ejemplo, Einstein se contradice al sostener
por una parte que el espacio no está vacío
(constante cosmológica), lo que supondría la
existencia del éter; y por otra, desechándolo a
través de sus "deducciones" relativistas junto con las
"demostraciones" experimentales de Michelson y Morley.
CONCLUSIONES:
Creo que H. A. Lorentz y Fitzgerald tenían
razón en suponer la contracción del cuerpo en
movimiento respecto al éter, ya que se ha demostrado
finalmente que el éter si existe como materia y
energía oscura que es de lo que está constituido la
mayor parte del Universo y que por ser una entidad física
real, cabe la posibilidad de generar diversos fenómenos al
interactuar con la materia y la antimateria. También se
podría explicar esta "contracción" a partir del
efecto mecánico de presión que experimenta nuestro
cuerpo cuando aceleramos el automóvil al vernos impelidos
al respaldo del asiento, efecto que precisamente se da en el
sentido o dirección del impulso
La "Igualdad" de la Masa Inercial y la Masa
Gravitacional
CITAS:
En el Capítulo 19 El Campo Gravitatorio
Einstein comenta: "si queremos que para un campo gravitatorio
dado, la aceleración sea siempre la misma,
independientemente de la naturaleza y del estado del cuerpo, tal
y como demuestra la experiencia, la relación entre la masa
gravitatoria y la masa inercial tiene que ser también
igual para todos los cuerpos. Mediante adecuada elección
de las unidades puede hacerse que ésta relación
valga 1, siendo entonces válido el teorema siguiente: la
masa gravitatoria y la masa inercial de un cuerpo son iguales".
(Página 60).
COMENTARIOS:
El principio de equivalencia propuesto por Einstein para
"resolver" el problema o dilema de la caída de los cuerpos
con la misma velocidad sin importar su contenido o
constitución física, considero que es una
proposición o deducción poco clara o forzada; ya
que como podemos apreciar, el argumento que utiliza para eliminar
la influencia de la "naturaleza y estado del cuerpo" en el
fenómeno gravitacional es simplemente suponer que para que
los cuerpos sean "impulsados" y "atraídos" con la misma
fuerza o intensidad, la "masa inercial" y la "masa gravitacional"
deben ser iguales; lo cual me parece tautológico o carente
de sustento real al no explicar por ejemplo, las
características de cada tipo de masa o porque
actúan éstas de la misma manera. Para demostrar la
gravedad y la equivalencia de masas, en el Capítulo 20 nos
pone el ejemplo del "cajón" ubicado en un espacio alejado
de grandes masas o libre de gravedad, el cual es tirado del techo
con un movimiento acelerado, cuyos efectos gravitatorios (por
"arrastre") son trasmitidos a todos los cuerpos que se encuentran
en su interior, deduciendo a partir de esos efectos la igualdad
entre la masa inercial y la masa gravitacional.
Desde mi punto de vista, existe una confusión al
mezclar dos aspectos o papeles que desempeña la masa en
situaciones o condiciones diferentes. Una, como masa
gravitacional para explicar o describir los fenómenos
naturales relativos a las fuerzas que gobiernan el movimiento de
los astros, es decir, la gravedad. Y otra, como masa inercial
para describir los fenómenos mecánicos relativos a
la fuerza que se requiere para "mover" o "detener" un cuerpo, es
decir, la inercia (Leyes de la mecánica de Newton). En el
primer caso, se trata de una "fuerza de atracción" o de
aceleración natural generada por un "campo de
energía neutro" (campo gravitacional), provocado a su vez
por el movimiento traslativo y/o rotativo de una masa (cuerpo),
la cual sólo se manifiesta cuando interactúan los
campos gravitacionales de esas masas o cuerpos. En el segundo
caso, se trata de aquella fuerza intencional o accidental que
impulsa o detiene una masa o cuerpo.
CONCLUSIONES:
En razón de lo anterior, vemos que la "masa
gravitacional" y la "masa inercial" sólo son conceptos o
recursos convencionales para identificar o distinguir dos tipos
de fuerza diferentes: La fuerza mecánica = masa
(inercial) * aceleración (impulsiva variable) y la
fuerza gravitacional = masa (gravitacional) *
aceleración (atractiva constante), de ahí que
lo que existe es simplemente la masa, cuya unidad de medida es el
Kilogramo (peso) que proviene a su vez de la fuerza de gravedad y
que es usada tanto para cálculos de fuerzas
gravitacionales como mecánicas o inerciales. En
consecuencia, podemos decir que el principio de equivalencia no
tiene sentido ni razón de ser, ya que no desempeña
ningún papel especial o específico en las
formulaciones matemáticas de fuerza, precisamente porque
en la descripción de los fenómenos mecánicos
y gravitacionales sólo aparece la masa y su unidad el
kilogramo, lo que se confirma con las siguientes
ilustraciones:
La masa puede ser impulsada o detenida
mecánicamente o puede también puede atraer o ser
atraída gravitacionalmente
Equivalencia de Fuerzas
La fuerza gravitacional (atractiva) de la masa 2 provoca
la fuerza inercial (impulsiva) de la masa 1
El Carácter "Aparente" de la Fuerza de
Gravedad.
CITAS:
Al final del Capítulo 20 La Igualdad entre
Masa Inercial y Masa Gravitatoria como Argumento a Favor del
Postulado de la Relatividad General, Einstein nos dice: "El
ejemplo del cajón acelerado demuestra que una
teoría de la relatividad general ha de proporcionar
resultados importantes en cuanto a las leyes de la
gravitación. Y en efecto, el desarrollo consecuente de la
idea de la relatividad general ha suministrado las leyes que
satisface el campo gravitatorio. Sin embargo, he de prevenir de
este mismo momento al lector de una confusión a que pueden
inducir estas consideraciones. Para el hombre del cajón
existe un campo gravitatorio, pese a no existir tal respecto al
sistema de coordenadas inicialmente elegido. Diríase
entonces que la existencia de un campo gravitatorio es siempre
meramente "aparente" (Página 63-64).
COMENTARIOS:
Este comentario final de Einstein sobre el
carácter "aparente "del campo gravitatorio se ha prestado
a confusiones, pues por una parte se dice que no existe la fuerza
de gravedad como una entidad física, sino que es
sólo el "efecto inercial" de un cuerpo cuando se acelera o
se frena en el caso del movimiento mecánico; o bien, el
"efecto de la curvatura del espacio-tiempo" en el caso del
movimiento de los astros. Y por otra, que si existe como una
fuerza real de atracción producida por un "campo" generado
por una masa en su entorno, cuya partícula
hipotética se ha dado en llamar en la actualidad
"gravitón".
Creo que la confusión estriba en el ejemplo del
cajón, al que Einstein imagina "alejado de grandes masas"
y por lo tanto libre de campos gravitatorios, de ahí que
el efecto de atracción que se experimenta en su interior
se considere artificial o aparente. O bien, por la
confusión que existe entre el aspecto descriptivo y el
aspecto material de la gravedad, esto es, que la "curvatura del
espacio-tiempo" se tome o conciba como una entidad física
(campo). Sin embargo, el propio Einstein al considerar en su
ecuación el "tensor de energía impulso", nos
confirma que la fuerza de gravedad si es una entidad
física que implica un contenido material y por ende
compuesta de partículas, por lo que el entramado
espacio-tiempo es sólo el recurso geométrico para
describir la estructura el funcionamiento de la naturaleza
(entidades físicas).
CONCLUSIONES:
Partiendo de la base de que no existe el vacío
absoluto o de que el Universo está "lleno" o constituido
de energía (oscura y bariónica), podemos ir
adelantando como parte de nuestra hipótesis que la fuerza
de gravedad es una entidad física en forma de campo
producida por la captación y acumulación de
energía y/o materia oscura, derivada del movimiento
traslativo y/o rotativo de los cuerpos masivos, generadores de
energía cinética y potencial.
Como conclusión adicional, podríamos decir
que si el movimiento es el elemento generador de la fuerza de
gravedad, entonces también deberá generar gravedad
el movimiento oscilatorio (vibracional o cuántico) de las
partículas elementales (campos gluónicos y
bosónicos de carácter atractivo) y el ondulatorio
de la radiación electromagnética (de
carácter atractivo y repulsivo por la carga
eléctrica). Y en cuanto a su contenido, no serían
otra cosa que agregados de energía y/o materia oscura, que
según su ubicación en la estructura de la
energía bariónica (materia) se les ha clasificado
como fuerzas de interacción fundamentales (gluones,
bosones, fotones y gravitones)
La "Curvatura" de Espacio-Tiempo
CITAS:
Página siguiente  |