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Hipótesis sobre la naturaleza de la fuerza de gravedad




Partes: 1, 2

  1. Introducción
  2. Marco Conceptual y Metodológico
  3. Conclusiones
  4. Citas
  5. Comentarios
  6. Conclusiones

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«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.

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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.

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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.

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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:

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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 , 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 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:

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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:

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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 (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

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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

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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 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

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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.

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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.

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La "Contracción" de los Cuerpos en Movimiento

CITAS:

En el Capítulo 16 La Teoría de la Relatividad Especial y la Experiencia, Einstein comenta:

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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 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:

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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

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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:

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La masa puede ser impulsada o detenida mecánicamente o puede también puede atraer o ser atraída gravitacionalmente

Equivalencia de Fuerzas

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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.

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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

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