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[1](Última actualización: 20 de mayo de 2007)
En esta página, integrante del grupo de desarrollos netamente especulativos, trataré de responder algunas preguntas que considero fundamentales para entender la trama de la realidad.
La propuesta es, indudablemente, ambiciosa. ☺
Sin embargo, sólo estoy tratando de ser consistente con la tesis básica que estoy defendiendo en los desarrollos presentados en estas páginas. Todos los desarrollos que presento tienen por objetivo tratar de entender el mundo físico.
La "mera" descripción de los fenómenos físicos (lo que podemos identificar con los ¿Qué? y los ¿Cómo? de la Naturaleza) es una tarea formidable soportada por las herramientas matemáticas.... Pero las matemáticas no explican.
Las matemáticas describen.
El modelo (la explicación) conduce a las ecuaciones matemáticas, cuya resolución describe y enlaza los detalles finos. En otras palabras, las matemáticas son maravillosas para obtener las consecuencias del modelo.... Pero no permiten concebir el modelo!!
En un desarrollo independiente sugerí la posibilidad de asimilar la inercia (o el concepto asociado de masa) al tiempo de interacción necesario para coordinar los movimientos de los entes constitutivos de lo que conocemos como "Materia".
La cadena de razonamientos que conduce a dicha hipótesis puede resumirse de la siguiente forma:
Este modelo conceptual explica en forma sencilla dos llamativos resultados experimentales.
En pocas palabras, la masa no sería otra cosa que una medida de la dificultad de coordinar el movimiento de agrupaciones estables de entes primarios.
Nota: Un modelo del tipo enunciado se presentó en [1]. En este modelo el medio soporte está formado por osciladores unidimensionales que interactúan a velocidad “c”
Dado que la inercia se define como tiempo de coordinación de movimientos, escribimos, para una partícula en reposo
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[1]
Siendo K la inercia (I0) que presenta el objeto en reposo
Con el objeto moviéndose a velocidad “v”, resulta
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[2]
De modo que el cambio de inercia por pasar de velocidad nula a velocidad “v” es
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[3]
Que, para valores pequeños de “v” y despreciando potencias mayores, se reduce a
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[4]
Nota: Mediante desarrollos en serie es muy fácil demostrar que el primer término de la serie equivalente a la función "Ö(1-a)" es "1-½ a" y, a partir de allí, demostrar la adecuada equivalencia de las expresiones [3] y [4] para velocidades menores a 0.01 c. Sin embargo, para aquellos no familiarizados con desarrollos en serie puede ser suficiente comprobar que, para "v=0.01 c" (3,000 Km/s) las expresiones [3] y [4] conducen a factores de K que toman los valores 0.000050004 y 0.000050000 respectivamente. Y la diferencia entre ambos factores disminuye drásticamente a medida que disminuye el valor de "v" empleado en el cálculo.
De modo que el cambio de inercia del cuerpo, por pasar de velocidad “0” a velocidad “v” toma la forma
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[5]
Donde se ha reemplazado K/c2 por “m”
Esto no es más que nomenclatura, pero si se asocia “m” a lo que llamamos la masa del cuerpo, el incremento de inercia del cuerpo ha crecido exactamente en lo que conocemos como energía cinética.
¿Qué es la energía después de este análisis simple?
La inercia de lo que llamamos cuerpo o partícula material.
¿Que es la masa?
La energía dividida por c2. Esto no es sólo una expresión matemática. Lo que está transmitiendo esta expresión es que la masa y la energía son dos expresiones del mismo fenómeno, vinculados por una constante del sistema. Por supuesto que esto no agrega algo novedoso a la vinculación entre masa y energía. Lo que resulta novedoso es la forma de vincular ambos fenómenos a través de la inercia (o resistencia al cambio) de lo que llamamos partículas materiales.
¿A qué llamamos energía rutinariamente?
La inercia completa o energía acumulada en la "masa" no es apreciable excepto en los fenómenos agrupados bajo el término de "energía atómica". En la práctica diaria sólo nos enfrentamos con cambios de energía sin alteración sensible de la "masa". De esta forma denominamos energía sólo a los incrementos de inercia de un cuerpo.
En resumen, todo fenómenos que incremente la inercia de un cuerpo es …. Energía.
¿Que es la energía potencial?
La que puede convertirse en inercia adicional
¿Por qué la energía (por ejemplo la energía radiante) admite superposición pero la "masa" no?
Porque la masa (o partícula material) requiere estructura interna. Es como el caso de ondas sonoras y tornados. Las ondas sonoras pueden cruzarse en un punto sin alterarse entre sí. Pero dos tornados no pueden hacerlo.
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Esta forma de vincular la masa y la energía a través de un medio soporte presenta muchas similitudes con la forma en que se vinculó el calor con las otras formas de energía y el trabajo mecánico a través de la teoría cinética de la materia.
En otras palabras, el equivalente mecánico del calor era sólo una equivalencia entre dos fenómenos diferentes hasta que se entendió que el fenómeno físico descrito como calor no tiene diferencias íntimas con las otras formas de energía. A partir de ese momento el coeficiente de equivalencia pasó a ser lo que realmente es: Una vinculación de unidades para describir el mismo fenómeno.
Este es un tema inagotable, pero voy a aprovechar el desarrollo previo para especular sobre la vinculación entre algunas magnitudes "primarias" de la física.
¿Cuál es la vinculación entre Gravedad, Electricidad y Magnetismo?
Nota: Si todo lo anterior se puede considerar como especulativo, lo que sigue lo es en grado superlativo. ☺
Hay tres grandes fuerzas cotidianas (dejo las nucleares de lado como experiencias cotidianas)
No sólo son diferentes cuantitativamente sino cualitativamente
Además las cargas eléctricas y magnéticas (NO los campos que son un tema aparte) siempre se asocian a partículas materiales.
Veamos un ejemplo macroscópico con características similares a las de las tres fuerzas mencionadas.
Con medio soporte .... claro. ☺
Los tornados en el aire.
Los tornados se forman siempre en centros de baja presión. La baja presión actúa como la gravedad. Siempre atrae lo que hay en otra parte a más presión.
La diferencia de presión (unos pocos mm de Hg por unidad de distancia) es minúscula comparada con la "fuerza" de los tornados.
Los tornados pueden girar a izquierda o a derecha (un ejemplo conceptual de las cargas eléctricas). Dos tornados con igual sentido de giro se "repelen". Con giros contrarios se "atraen".
Por otro lado las corrientes de aire que circulan entre el tope y la base del tornado (succión y expulsión de aire) pueden asimilarse a las fuerzas magnéticas. No sólo son iguales en tornados "dextrógiros" y "levógiros" sino que andan siempre de a pares (no puede haber entrada de aire sin salida de aire)
Y no puede haber "giro" si no hay tornado.
Resumiendo.
Si el tornado se asimilas a una partícula material:
Claro que se trata sólo de una analogía. pero sirve para mostrar que la postulación de un medio soporte permite desarrollar modelos que no son imaginables sin ese medio.
¿Son útiles las analogías clásicas?
Bien, yo creo que tanto o más importante que describir adecuadamente el comportamiento de la naturaleza es preguntar ¿por qué presentan estas características? Y eso se logra con modelos explicativos.
Y la física actual ha abandonado esta búsqueda. Cuando alguien pregunta ¿por qué? se responde algo así como "porque es lo que indica la ecuación".
También se dice que esas preguntas son "filosóficas". ... Y no es cierto.
Esas preguntas son las que llevaron a desarrollar la teoría atómica o la teoría genética o la teoría de placas continentales.
También se afirma que esa búsqueda de respuestas explicativas ya no es válida en relatividad o en cuántica.
... que hay que abandonar el "sentido común"
...etc.
Y también esas afirmaciones son falsas. Sólo responden a la impotencia para encontrar las respuestas.
El lema de la ciencia actual es algo así como "si funciona.... funciona"
Pero a mí me parece muy pobre.
Puede ocurrir que no se encuentre el modelo explicativo pero... abandonar la búsqueda me parece inapropiado.
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[1] Marcelo A Crotti, Matter and vacuum. A new approach to the intimate structure of the universe, Kybernetes: The International Journal of Systems & Cybernetics Year: 2003 Volume: 32 Number: 7 Page: 1035 -- 1042