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Misterios de la Naturaleza

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física Relativista    ~    Comentarios Comments (49)

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           ¿Por qué la materia no puede moverse más deprisa que la velocidad de la luz?

 

Misterios de la Naturaleza : Blog de Emilio Silvera V.

                                    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.

 

 

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.

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.

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.

 

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La luz está dentro de la materia y en el universo… ¡por todas partes!

 

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 pulsar 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:

Resultado de imagen de La energía que se comunica a un cuerpo libre puede integrarse en él de dos maneras distintas:

  1. En forma de velocidad, con lo cual aumenta la rapidez del movimiento.
  2. En forma de masa, con lo cual se hace “más pesado”.

 

Resultado de imagen de Muones que aumentan su masa al viajar a la velocidad de la luz

Objetos que viajan a velocidades cercanas a c, aumentan su masa

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, es el límite al que podemos enviar información y también, al que nos podemos mover con las más rápidas naves que pudiéramos construir.

Todo esto no es pura teoría, sino que ha sido comprobado, una y mil veces en los grandes aceleradores de partículas, donde el muón, por ejemplo, aumentó su masa diez veces al acercarse a velocidades relativistas, es la realidad de los hechos.

 

                   

            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 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

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.

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 encontrar lo que buscamos 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.

 

Resultado de imagen de Muones que aumentan su masa al viajar a la velocidad de la luz

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.

 

File:Military laser experiment.jpg

                                       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 relagar 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. De todas las maneras, como nuestra imaginación es casi tan grande como el mismo universo, ya se han postulado teorías para ir buscando la manera de poder desvelar si existe alguna posibilidad de que la velocidad de la luz sea superada.

 

Fórmula relativista de adición de velocidades

En matemáticas se llama prolongación de una función a la extensión de su dominio más allá de sus singularidades, que se comportan como frontera entre el dominio original y el extendido. Normalmente, la prolongación requiere incluir algunos cambios de signo en la definición de la función extendida para evitar que aparezcan valores imaginarios puros u otros números complejos. La matemática de la teoría de la relatividad puede ser aplicada a partículas que se mueven a una velocidad mayor que la de la luz (llamadas taquiones) si aceptamos que la masa y la energía de estas partículas pueden adoptar valores imaginarios puros. El problema es que no sabemos qué sentido físico tienen estos valores imaginarios.

 

Gifs Animados de la Luna, imágenes de la Luna con movimiento ...

La Naturaleza a veces resulta extraña, y, nos muestra imágenes como esta especular, en la que el original está quieto mientras que la imagen reflejada se mueve al son que le marcan las pequeñas ondas del agua.

Emilio Silvera V.

Tener la suerte de poder dedicarte a lo que te gustas

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En nuestras vidas existen etapas esenciales que marcan el grado de felicidad que tendremos a lo largo del Tiempo que se nos ha concedido en este mundo. El trabajo al que nos podamos dedicar es una de esas cuestiones esenciales. Aquel que trabaja en lo que le gusta, en realidad no desarrolla un trabajo, es un disfrute, y, cuando lo ejerce, ni se acuerda de comer.

Nuestro trabajo es aquello que ocupa un lugar esencial en nuestras vidas, nos otorgas la dignidad de sentirnos orgullosos de ganar aquello que podamos lograr sin tener que depender de nadie para cuidad a tu familia y sentirte bien contigo mismo.

Por una u otra razón, no todos pueden dedicarse a lo que realmente quisieran, y, la vida, los lleva por caminos que, unas veces lo propiciaron ellos mismos, y, otras muchas… ¡Es el destino!

Me acuerdo de aquel hombre sabio que decía:

“Eduquemos a los niños de hoy, para evitar a los delincuentes del mañana!

Si tenéis hijos, procurad por todos los medios que encaminen bien sus pasos desde bien pequeñitos, ellos, cuando sean mayores y comprendan, os lo agradecerán durante toda la vida.

¡La Humanidad!

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La Humanidad, una especie capaz de lo mejor y, también de lo peor. No podemos dejar de asombrarnos de lo que hemos hecho a lo largo de la Historia, a veces nos da que pensar esa inmensidad que puede surgir de nuestras Mentes, obras que han perdurado en el Tiempo, y, como en este caso, en lugares tan inaccesibles que parecían imposibles tales logros.

De la misma manera, hemos dejado grandes triunfos en las distintas áreas del saber humano, y, cada día, a pesar de todo lo negativo que no es poco, tenemos motivos para enorgullecernos de las conquistas que vamos añadiendo a la ya larga lista que nos ha llevado a un viaje alucinante desde los átomos hacia las estrellas

Seguimos en el proceso de humanización, dentro de nosotros queda muchísimo de ese ingrediente animal que, si lo pensamos bien, quizás sea el culpable de que hayamos podido llegar tan lejos. También debemos recordar ese ingrediente que nos adorna y que llamamos curiosidad… ¡Siempre queriendo saber!

A mi, me gustaría.

Estar en forma es esencial

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Y, si además, se demuestra con esta calidad… ¡Qué decir!

Administrar bien el planeta…¡Sí! Morirnos de hambre—¡No!

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Como otros muchos videos y conferencias sobre el tema, El ponente desgrana y hace un recorrido de lo acaecido en el transcurso del Tiempo, y, pocas dudas nos pueden caber, en el sentido de que los cambios climáticos, desde siempre, han sido cosa de la Tierra que, si como de un Ente vivo se tratara, se recicla y produce los cambios que, en cada ciclo estima necesario. Estos cambios se han dado siempre, y, casi todos ellos, cuando la Humanidad aún no andaba por aquí.

Empeñarnos en culpar a nuestra especie de todos los males… No es que no sea lógico, es que no se deriva de la Verdad.

La Ciencia no sabe explicar, de manera creíble y científicamente justificado, lo que realmente produce algunos de esos cambios y, a veces, tira por el camino más fácil… ¡Culpar al Ser Humano de todos los males!

En otros comentarios sobre el tema decía que no hemos sido buenos Administradores de lo que la Tierra nos ha dado a lo largo del Tiempo para que pudiéramos sobrevivir., y, unas veces por ignorancia, y, otras por avaricia, hemos explotado en exceso los recursos naturales pensando más en los beneficios económicos que en la incidencia de los resultados finales de las explotaciones podían tener.

Pero, a pesar de eso, nunca hemos tenido el “poder” de incidir a nivel global sobre lo que pueda dañar a la Tierra ha niveles considerables y peligrosos. Los que tratan de hacernos ver tal cosa, son Grupos de Poder que incluso señalan a los Gobiernos las directrices a seguir, llevando a la población a tener que soportar medidas contrarias al bien común y que solo benefician a estos Grupos que escudados en esa Patraña del “Cambio Climático”, tratan de imponer las normas sociales para la población mundial y, desde luego, en las que “ellos” no están inmersos, ya que, sus ritmos e vida serán los mismos de siempre y de nada carecerán, mientras que los demás podemos padecer y tendremos que soportar carencias de todo tipo.

¿Cambio Climático?

Sí, el que siempre ha estado presente en el planeta debido a motivos naturales que, del todo, nunca llegamos a comprender.

¿Negacionista?

Yo no niego absolutamente nada, simplemente me limito a señalar los hechos que, por cierto… ¡Son irrebatibles!

Emilio Silvera V.