¿Cómo se transmiten las fuerzas?

En la física de Newton, las fuerzas se transmiten por contacto entre los cuerpos.
Para el electromagnetismo, las fuerzas ejercidas a distancia, como la atracción magnética, se transmiten mediante la acción de campos de fuerzas.

Hoy día se postula que las fuerzas de los campos se ejercen mediante el intercambio de partículas, unas veces partículas reales como el fotón y otras a través de partículas virtuales como el gravitón.

A pesar de ello, no me queda nada claro cómo la emisión de fotones puede causar unas veces la atracción y otras la repulsión electromagnética.

Veamos, si tenemos dos imanes con sus respectivos polos norte enfrentados, cada uno emitirá fotones a su alrededor (siguiendo las líneas del campo). Esto creará una fuerza de repulsión entre ambos.
Si invertimos la orientación de uno de los imanes haremos que se enfrenten el polo norte de uno y el polo sur de otro, entonces, siendo que los fotones no tienen carga, ¿cómo es posible que ahora la fuerza sea atractiva?

Diálogo de Einstein

Una epístola publicada por Albert Einstein en 1.918 relataba un hipotético diálogo entre un físico detractor de la teoría de la relatividad y el propio Einstein (podéis ver la traducción, lo siento, no recuerdo el nombre del traductor).

Es fascinante ver como hasta los más sabios se obcecan en sus propias obsesiones y como ello les lleva a manipular el pensamiento para que siempre favorezca sus puntos de vista.

Cuando, en el "diálogo" se desarrolla la explicación relativista sobre el esquema del tránsito de los objetos A y B en sendos sistemas de referencia K y K´-en la tabla comparativa-, llegados al punto 2, no se hace ninguna alusión a la posible duración del estado no acelerado.

Quiero decir, si los estados no acelerados se prolongan lo suficiente, desbordarán con mucho y llegarán a anular los efectos de los estados acelerados.

Por tanto, la explicación del relativista no explica nada en absoluto.

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Rafael Claver

El éter, el espaciotiempo y la espuma cuántica

Desechada ferozmente la idea del llamado éter lumínico que pretendía dar soporte a la transmisión de la luz, considerada ya como una onda electromagnética, vemos que, en primer lugar, Einstein imagina el espacio como un ente físico que se deforma por la acción de las masas gravitatorias y, a continuación, la mecánica cuántica nos habla de la estructura del vacío como un lugar atestado de objetos en constante mutación.

Resulta que, al final, las ondas electromagnéticas, como las ondas mecánicas de la física de Newton, sí necesitan un medio de propagación llámese éter o espuma cuántica.

¿Por qué, entonces, el famoso experimento de Michelson y Morley no detectó el llamado viento de éter?

Pienso que flotamos en un universo cuyo vacío es un sustrato físico que nos empapa y llevamos puesto a todas partes. Es más, seguramente ese sustrato es más denso en las grandes masas gravitatorias.

Los objetos macroscópicos del universo: átomos, planetas, estrellas,... son "transparentes" a ese sustrato, a esa sopa en la que estamos sumergidos y penetra en nosotros como un fantasma.
Nuestro movimiento no le afecta y su presencia no nos frena puesto que forma parte de nosotros.

Así pues, si las ondas electromagnéticas son una vibración de ese sustrato, queda perfectamente claro por qué su velocidad, la velocidad de la luz, es independiente del movimiento del objeto que las produce ya que el sustrato y el objeto que porta el foco de luz se mueven juntos.

Podemos establecer una analogía parcial entre la luz y el sonido. En la atmósfera terrestre las ondas sonoras se desplazan a una velocidad que es independiente de la fuente de sonido, es decir, un avión a 900 Km/h produce ondas de sonido que se desplazan a la misma velocidad que el sonido de un flautista sentado en la hierba.

Eso es seguro, ya que sabemos que un avión puede, incluso, alcanzar e ir más rápido que el propio sonido que producen sus motores.

La diferencia es que el avión mueve el aire a sus alrededor y, La Tierra, en su paseo sideral, no perturba el "éter" o al menos no somos capaces de apreciarlo.

Así, una onda electromagnética no es más que una vibración de ese sustrato que conforma el universo. Y, al igual que las ondas mecánicas, no tiene entidad propia, su existencia no es más que la vibración de algún objeto material.

Me explicaré: sobre las ondas que se forman en la superficie de un estanque decimos que tienen energía (en el caso de un maremoto vemos cómo esa energía provoca desastres).
Sin embargo, no es la onda la que tiene la energía -puesto que en realidad no existe-, la energía la tienen las moléculas de agua que se agitan y comunican su energía, por contacto, a las moléculas vecinas.

Igualmente, la energía de un rayo de luz no es más que la energía que, por contacto, se transmite por el vacío cuántico.

La expansión del universo

Entiendo que la expansión del universo no necesita de la materia oscura ni de ninguna sustancia exótica para ser explicada.

La expansión del universo -expansión acelerada- sólo es el resultado de una propiedad intrínseca de la materia: un conjunto de partículas sobre las que no actúa ninguna fuerza tiende a separarse para ocupar el máximo volumen posible.

Si dos partículas llegan a tocarse, rebotarán y se alejarán la una de la otra. Pensemos, por ejemplo, en un gas encerrado en un recipiente a cierta temperatura. Conforme aumentamos el volumen del recipiente, las moléculas del gas irán separándose. Si suprimimos las paredes del recipiente que contiene el gas, éste se seguirá expandiendo y, si suprimiésemos la fuerza gravitatoria terrestre, se seguiría expandiendo y, si suprimimos el resto de fuerzas gravitatorias, se expandirá indefinidamente de forma natural.

En nuestro universo, es la acción combinada de múltiples fuerzas, que se debilitan con la distancia, lo que mantiene unidas o separa a las partículas y a sus componentes esenciales -electrones, quarks u otras partículas más elementales aún-.

¿Qué es la atracción gravitatoria?

Para Galileo y Newton existía una fuerza que se llamó gravedad. Einstein eliminó esa fuerza sustituyéndola por una “fuerza ficticia” provocada por la geometría del espacio-tiempo. A partir de entonces los objetos se mueven siguiendo dicha geometría en vez de ser empujados por una fuerza llamada gravedad.

Si embargo, me pregunto, ¿por qué un objeto debería cambiar su estado no acelerado (reposo o movimiento uniforme) a un estado acelerado si no existe una fuerza externa que lo provoque?
Es decir, ¿por qué caen las manzanas de los árboles?.

La geometría del espacio-tiempo puede determinar el camino, pero, ¿empuja a los objetos hacia las zonas de menor “potencial gravitatorio”?, ¿cuál es el mecanismo?
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Rafael Claver

¿Por qué las partículas con carga no pierden energía?

Todos los experimentos sobre el átomo muestran, hasta la fecha, que los electrones que envuelven los núcleos atómicos no pierden energía.
Sin embargo, también sabemos que una carga eléctrica genera un campo eléctrico a su alrededor y que dicho campo contiene una cierta cantidad de energía que se puede medir. Ese campo eléctrico se extiende a su alrededor hasta el infinito, por tanto, mantenerlo necesita un aporte constante de energía.
¿De dónde proviene esa energía? Si proviene del electrón quiere decir que éste debe ir cediéndosela al campo y, por tanto, perdiéndola. Como, al parecer, el electrón no pierde energía cuando está en el orbital atómico que le corresponde, ¿de dónde proviene la energía del campo eléctrico que genera?
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Rafael Claver