Mar
19
Misterios de la Naturaleza
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Física Relativista ~ Comments (4)
¿Por qué la materia no puede moverse más deprisa que la velocidad de la luz? Porque cuando se acerca a las velocidades relativistas, es decir, la velocidad de la luz en el vacío, c, la energía inercial se convierte en masa y, al llegar a c (299.792,458 m/s), sería infinita.
Si un enjambre de fotones pasaran por delante de nosotros, estando en el vacío Espacial, sólo veríamos una ráfaga luminosa pasar tan rauda que sería vista y no vista.
“Las propiedades de los fotones pueden estudiarse en experimentos donde se los hace incidir sobre la materia. Se observa así que, aunque los fotones no tienen masa, tienen un momento lineal , cuyo módulo es proporcional a su energía
(11) Esto es un resultado de la relatividad especial, según la cual la energía y el momento de una partícula con velocidad son
(12) (13) La energía y el momento de una partícula a la velocidad de la luz serían infinitos, lo cual no es físicamente aceptable, a no ser que su masa sea cero, en cuyo caso se obtendría una indeterminación , que podría tener un límite finito. Como los fotones se propagan a la velocidad de la luz, deben tener masa nula.”
Fotones que salen disparados a la velocidad de c. ¿Qué podría seguirlos?
Para contestar esta pregunta hay que advertir al lector que la energía suministrada a un cuerpo puede influir sobre él de distintas maneras. Si un martillo golpea a un clavo en medio del aire, el clavo sale despedido y gana energía cinética o, dicho de otra manera, energía de movimiento. Si el martillo golpea sobre un clavo, cuya punta está apoyada en una madera dura e incapaz de moverse, el clavo seguirá ganando energía, pero esta vez en forma de calor por rozamiento al ser introducido a la fuerza dentro de la madera.
Albert Einstein demostró en su teoría de la relatividad especial que la masa cabía contemplarla como una forma de energía (E = mc2.) Al añadir energía a un cuerpo, esa energía puede aparecer en la forma de masa o bien en otra serie de formas.
En condiciones ordinarias, la ganancia de energía en forma de masa es tan increíblemente pequeña que sería imposible medirla. Fue en el siglo XX (al observar partículas subatómicas que, en los grandes aceleradores de partículas, se movían a velocidades de decenas de miles de kilómetros por segundo) cuando se empezaron a encontrar aumentos de masa que eran suficientemente grandes para poder detectarlos. Un cuerpo que se moviera a unos 260.000 Km por segundo respecto a nosotros mostraría una masa dos veces mayor que cuando estaba en reposo (siempre respecto a nosotros).
No, un púlsar tampoco puede ser más rápido que la luz
La energía que se comunica a un cuerpo libre puede integrarse en él de dos maneras distintas:
- En forma de velocidad, con lo cual aumenta la rapidez del movimiento.
- En forma de masa, con lo cual se hace “más pesado”.
La división entre estas dos formas de ganancia de energía, tal como la medimos nosotros, depende en primer lugar de la velocidad del cuerpo (medida, una vez más, por nosotros).
Si el cuerpo se mueve a velocidades normales, prácticamente toda la energía se incorpora a él en forma de velocidad: se moverá más aprisa sin cambiar su masa.
A medida que aumenta la velocidad del cuerpo (suponiendo que se le suministra energía de manera constante) es cada vez menor la energía que se convierte en velocidad y más la que se transforma en masa. Observamos que, aunque el cuerpo siga moviéndose cada vez más rápido, el ritmo de aumento de velocidad decrece. Como contrapartida, notamos que gana más masa a un ritmo ligeramente mayor.
En gracia quizás podamos superarla pero, en velocidad…no creo, c es el tope que impone el Universo para la velocidad.
Al aumentar aún más la velocidad y acercarse a los 299.792’458 Km/s, que es la velocidad de la luz en el vacío, casi toda la energía añadida entra en forma de masa. Es decir, la velocidad del cuerpo aumenta muy lentamente, pero la masa es la que sube a pasos agigantados. En el momento en que se alcanza la velocidad de la luz, toda la energía añadida se traduce en masa que, llegado a cierto límite, podría ser infinita y, como infinito no hay nada, nos quedamos con que nunca, nada, podrá sobrepasar esa velocidad.
En esta ecuación, el término pc representa el momento del objeto (o, lo que es lo mismo, el producto de su masa por la velocidad a la que se desplaza), multiplicado por la velocidad de la luz. De hecho, la versión de esta ecuación que todos conocemos (E = mc2) representa la energía que posee un objeto cuando está quieto (cuando v = 0 y, por tanto, pc = 0, así que E = mc2 + 0).
la masa (la resistencia al movimiento) es una propiedad que refleja la cantidad de energía que compone un objeto y se manifiesta a través de su inercia. Nos podemos preguntas: ¿Por qué la masa de un objeto aumenta a medida que incrementa su velocidad y de dónde sale esa masa que se suma?
“El caso es que la ecuación completa de Einstein nos dice que la energía total de un objeto equivale a la energía que tiene cuando está quieto (mc), más la energía cinética que gana cuando empieza a moverse (pc). Por tanto, un objeto que se mueva muy rápido tendrá más energía que otro objeto idéntico, pero que está en reposo.”
De todo esto podemos deducir que siendo la velocidad de la luz en el vacío un límite que impone el Universo, cuando se va acercando a c, la velocidad se verá frenada y, la energía de inercia se convierte en masa (E = mc2 ).
El cuerpo no puede sobrepasar la velocidad de la luz porque para conseguirlo hay que comunicarle energía adicional, y a la velocidad de la luz toda esa energía, por mucha que sea, se convertirá en nueva masa, con lo cual la velocidad no aumentaría ni un ápice.
Todo esto no es pura teoría, sino que tal como ha sido comprobado, es la realidad de los hechos.
¿Qué velocidad podría ser la de la luz en otros mundos paralelos que pudieran existir fuera de nuestro universo?
Ninguna nave, por los medios convencionales, podrá nunca superar la velocidad de la luz
La velocidad de la luz es la velocidad límite en el universo. Cualquier cosa que intente sobrepasarla adquiriría una masa infinita, y, siendo así (que lo es), nuestra especie tendrá que ingeniarse otra manera de viajar para poder llegar a las estrellas, ya que, la velocidad de la luz nos exige mucho tiempo para alcanzar objetivos lejanos, con lo cual, el sueño de llegar a las estrellas físicamente hablando, está lejos, muy lejos. Es necesario encontrar otros caminos alejados de naves que, por muy rápida que pudieran moverse, nunca podrían superar la velocidad de la luz, el principio que impone la relatividad especial lo impide, y, siendo así, ¿cómo iremos? La única manera sería burlar a c, si podemos, al fin, abrir una ventana al hiperespacio.
La velocidad de la luz, por tanto, es un límite en nuestro universo; no se puede superar. Siendo esto así, el hombre tiene planteado un gran reto, no será posible el viaje a las estrellas si no buscamos la manera de esquivar este límite de la naturaleza, ya que las distancias que nos separan de otros sistemas solares son tan enormes que, viajando a velocidades por debajo de la velocidad de la luz, sería casi imposible alcanzar el destino deseado.
De momento sólo con los Telescopios podemos llegar tan lejos. Ahí han captado la galaxia más lejana del Universo
Los científicos, físicos experimentales, tanto en el CERN como en el FERMILAB, aceleradores de partículas donde se estudian y los componentes de la materia haciendo que haces de protones o de muones, por ejemplo, a velocidades cercanas a la de la luz choquen entre sí para que se desintegren y dejen al descubierto sus contenidos de partículas aún más elementales. Pues bien, a estas velocidades relativistas cercanas a c (la velocidad de la luz), las partículas aumentan sus masas; sin embargo, nunca han logrado sobrepasar el límite de c, la velocidad máxima permitida en nuestro universo.
Se han observado haces de muones lanzados a la velocidad de C, y el resultado fue que aumentaron su masa 10 veces.
Es preciso ampliar un poco más las explicaciones anteriores que no dejan sentadas todas las cuestiones que el asunto plantea, y quedan algunas dudas que incitan a formular nuevas preguntas, como por ejemplo: ¿por qué se convierte la energía en masa y no en velocidad?, o ¿por qué se propaga la luz a 299.793 Km/s y no a otra velocidad?
Sí, la Naturaleza nos habla, simplemente nos tenemos que parar para poder oír lo que trata de decirnos y, entre las muchas cosas que nos dice, estarán esos mensajes que nos indican el camino por el que debemos coger para burlar a la velocidad de la luz, conseguir los objetivos y no vulnerar ningún principio físico impuesto por la Naturaleza.
La única respuesta que podemos dar hoy es que así, es el universo que nos acoge y las leyes naturales que lo rigen, donde estamos sometidos a unas fuerzas y unas constantes universales de las que la velocidad de la luz en el vacío es una muestra.
Habiando lanzado un haz de muones que alcanzó velocidades relativistas, y, se dieron cuenta que su peso, había crecido diez veces. Como la velocidad de la luz es un límite del Universo, los muones se fueron frenando a medida que se acercaban a c, y la energía de inercia se convirtió en masa.
La relatividad de la masa
La teoría de la invariancia predice que la masa observada de un objeto aumentará a medida que aumente la velocidad relativa del objeto. Curiosamente, este efecto se había observado incluso antes de la teoría de Einstein, cuando los científicos se sorprendieron al notar un aumento en la masa de los electrones de alta velocidad en los tubos de vacío. Este efecto se observa fácilmente hoy en día en los aceleradores de partículas, donde las partículas elementales cargadas, como los electrones o los protones, se aceleran mediante campos electromagnéticos a velocidades tan altas como 0,9999999 de la velocidad de la luz. Las masas de estas partículas aumentan exactamente la cantidad predicha por la fórmula de Einstein. A esa velocidad, el aumento de su masa mm es aproximadamente 2236 veces la masa en reposo. De hecho, los aceleradores circulares deben diseñarse para tener en cuenta este aumento de masa.
Ingenios que inventó el hombre y que nos revelan secretos profundamente escondido
A velocidades grandes cercanas a la de la luz (velocidades relativistas) no sólo aumenta la masa del objeto que viaja, sino que disminuye también su longitud en la misma dirección del movimiento (contracción de Lorentz) y en dicho objeto y sus ocupantes – si es una nave – se retrasa al paso del tiempo, o dicho de otra manera, el tiempo allí transcurre más despacio.
A menudo se oye decir que las partículas no pueden moverse “más deprisa que la luz” y que la “velocidad de la luz” es el límite último de velocidad. Pero decir esto es decir las cosas a medias, porque la luz viaja a velocidades diferentes dependiendo del medio en el que se mueve. Donde más deprisa se mueve la luz es en el vacío: allí lo hace a 299.792’458 Km/s. Este sí es el límite último de velocidades que podemos encontrar en nuestro universo.
Fotones emitidos por un rayo coherente conformado por un láser
Tenemos el ejemplo del fotón, la partícula mediadora de la fuerza electromagnética, un bosón sin masa que recorre el espacio a esa velocidad antes citada. Hace no muchos días se habló de la posibilidad de que unos neutrinos hubieran alcanzado una velocidad superior que la de la luz en el vacío y, si tal cosa fuera posible, o, hubiera pasado, habríamos de relegar parte de la Teoría de la Relatividad de Einstein que nos dice lo contrario y, claro, finalmente se descubrió que todo fue una falsa alarma generada por malas mediciones. Así que, la teoría del genio, queda intacta.
¡La Naturaleza! Observémosla.
Emilio silvera V.
Mar
19
¿Otras Tierras?
por Emilio Silvera ~ Clasificado en General ~ Comments (0)
La Tierra ya tiene sustituto: el descubrimiento de los científicos que te dejará sin palabras
El descubrimiento de los científicos ha dejado al mundo sin palabras, la Tierra ya tiene sustituto. La ciencia intenta colocar nuestro planeta en un lugar del universo, a través de los sistemas que tiene de exploración que cada vez son más precisos.
Parece ciencia ficción, pero se ha descubierto un planeta muy parecido al nuestro con unas cualidades que podrían hacer que albergue vida en el presente o en un futuro. Un sustituto que podemos tener en cuenta en una futura y lejana exploración espacial. Este descubrimiento abre la puerta a un lugar en el que quizás la humanidad pueda asentarse.
Ya tiene sustituto la Tierra
El planeta Tierra ya tiene sustituto según los expertos. Mirar más allá de nuestro planeta es algo que hemos hecho durante la parte final del siglo XX con una serie de dispositivos y técnicas primerizas. La exploración espacial parecía el siguiente paso cuando ya tenemos muy claro cómo es nuestro planeta y que nos espera.
La imagen de arriba es un añadido al reportaje para hacerlo más atractivo (al final se adjunta un Video anexo a esta imagen)
El futuro del lugar en el que vivimos parece que está sentenciado. Como el resto de los planetas que vemos, tiene un inicio y un final, pero lo peor de esta secuencia es el papel de los humanos. La facilidad con la que nos reproducimos ha hecho que el planeta se quede sin recursos en muy poco tiempo.
Imagen que se añade fuera de contexto para dar más comprensión al artículo: El Será una gigante roja
En algún momento, se convertirá en insostenible, aunque antes quizás el ser humano se haya destruido a sí mismo, a través de las distintas guerras. Existen varias posibilidades, además del curso natural de la Tierra o también una de las catástrofes que ya extinguió a los dinosaurios, la llegada de un meteorito que ponga en riesgo la vida en este planeta.
Por lo que, saber si hay otros lugares en los que el ser humano pudiera establecerse es fundamental. Especialmente si tenemos en cuenta que estamos ante una cuenta atrás o final que quizás todo el mundo anticipa y debemos tener en mente. Este final de ciclo se relaciona especialmente con una posible salida a tiempo del planeta.
Lo que parece ciencia ficción podría ser una necesidad hacia una dirección que nos asegurará un futuro distinto. La humanidad mira a las estrellas y gracias a este lugar que ha descubierto la ciencia, podría tener un rumbo fijo al que mirar, un destino soñado en todos los sentidos.
El descubrimiento de los científicos que te dejará sin palabras
El descubrimiento de nuevos planetas está en el orden del día. Vivimos en un universo que quizás sea más grande de lo que nos imaginamos, con lo cual, miremos adonde miremos, puede haber vida. Esas estrellas que vemos brillar a millones de kilómetros pueden esconder un sistema como el nuestro.
Un lugar en el que quizás nos refugiaremos en un futuro o será una puerta de entrada para un nuevo inicio. O rizando más el rizo puede ser el origen de los primeros extraterrestres con quienes se realice un primer contacto. Algo que quizás nos sorprenda, pero la NASA ya ha dejado muy claro que tiene restos biológicos que proceden de fuera de nuestro planeta.
Científicos descubren un nuevo planeta que podría ser un reemplazo de la Tierra
Este 2024 ha empezado con este sorprendente descubrimiento que según los expertos: “Un planeta de 1,55 R zona habitable albergado por TOI-715, una estrella M4 cercana the ecliptic South Pole”. Esta novedad que tenemos en el universo se ha publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Para el resto de los mortales es solo unos números y unas letras, pero para los expertos, tiene todo el significado y abre la puerta a la esperanza. Un giro de guion que podría dejar una serie de elementos que son claves y que podría acabar de dar ese empujón que necesitamos hacia el futuro.
Situado en la zona habitable de su estrella
Así es la “Súper Tierra”, el planeta que encontró la NASA y que podría ser habitable
Este nuevo exoplaneta, denominado TOI-715 b, que se encuentra a tan solo 137 años luz de distancia de la Tierra,
Llegan noticias lejanas, aunque no se puede comprobar in situ. Este planeta que puede llegar a tener vida, debido a la distancia de una estrella similar al sol y unas cualidades que le permitirán ser muy similar a nuestro planeta azul. Pero no se pueden comprobar otros factores que son claves.
Quizás nunca sepamos qué o quién vive en él, pero quizás acabe siendo el mejor sustituto de la Tierra que podemos tener. Una opción que tendremos en la retaguarda, cuando nuestra vida aquí empiece una cuenta atrás que puede ser verdadera en cuestión de años.
Nunca se sabe qué puede pasar, pero lo que es seguro es que tendremos que esperar para ver qué es lo que nos depara el futuro. De momento el tiempo es el que marca la diferencia y quizás nos empuje a tener en mente una serie de alternativas que acabará siendo lo que marque una importante diferencia. El destino de la humanidad quizás acabe siendo incierto, aunque nunca se sabe hasta dónde tenemos que llegar.
Fuente: Ok Diario
Fuera de contexto:
Como tantas veces dijimos aquí, solo en la Vía Láctea serán decenas de miles los planetas habitables