Preguntas que se van respondiendo.
Si los fotones (las partículas que transportan la luz) no tienen masa y es por eso que pueden viajar a la velocidad que viajan, inalcanzable para cualquier cuerpo con masa, ¿cómo es que pueden ser atraídos por la gravedad de un agujero negro hasta el punto de no poder escapar?
Según he creído entender en el relato de Paul Davies (y por lo que voy comprobando es el argumento recurrente de cualquier autor), la explicación reside en que la acción de la gravedad no consiste en la fuerza que actúa a distancia que se entendía con la Física clásica de Newton. La cuestión reside en que la acción de la gravedad, como explicó Einstein en la Teoria de la Relatividad, es la de deformar el espacio (más estrictamente el espacio-tiempo), algo así como si deformara la carretera por la que se desplaza la luz. Tanto que en un agujero negro se traga la propia "carretera".
¿Como se produce la componente eléctrica de las partículas?
Según leo en el libro "Biografía del Universo" de John Gribbin, las particulas como protones y neutrones están compuestas de quarks arriba y quarks abajo. Cada una de estos quarks estan cargados con una fracción de la carga electrica, bien sea positiva o negativa como se esplica en la entrada que habla del Modelo Estandar. La combinación de estas particulas fundamentales es la que provoca que el neutrón tenga carga neutra mientras que el protón tenga carga positiva.
La carga en sí queda explicada en el libro de Gary Zukab, "La danza de los maestros" atribuyendo la carga de las particulas al spín propio de estas, el cual, en el giro propío dela partícula arrastra a la nube de partículas virtuales que la rodea produciendo el campo electromagnético.
Reflexión interesante leída: siempre se explica que cuando el Sol se convierta en una gigante roja se tragará la Tierra y será el fin del Planeta. Según calculos completos en los que se tiene en cuenta que el Sol en ese proceso pierde masa, (cosa que se suele olvidar) debido a éste hecho la órbita de la Tierra variará alejandose del Sol, con lo que quedará fuera de su alcance, eso sí achicharrada.
El Tiempo en la Teoria de la Relatividad. Leo en el libro de Brian Greene, "El Universo elegante" un símil bastante clarificador para entender el comportamiento del tiempo en sistemas en movimiento. Greene hace una analogía con un automóvil que solo puede desplazarse a una velocidad concreta, digamos 100 Km/h. Si el vehículo se desplaza en la dirección norte-sur, recorrerá 100 kilómetros en una hora. Pero si la dirección se desvia del eje norte-sur, transcurrida una hora de tiempo, habrá recorrido menos distancia en la dirección norte-sur, sin embargo habrá recorrido una pequeña distancia en la dirección este-oeste. Es decir, que la componente del movimiento en el sentido este-oeste que aparece produce una disminución en la componente del sentido norte-sur. Según Greene, la Teoría de la Relatividad establece que todos los sitemas, entre ellos nosotros, nos desplazamos por la dimensión del tiempo a una velocidad igual a la velocidad de la luz, y por tanto cuando nos desplazamos en otra de las dimensiones, en este caso espaciales, esa componente del movimiento en una dimensión espacial se consigue restando de la componente en la dimensión temporal, con lo cual nos movemos por el tiempo a menos velocidad y los relojes van más lentos. (Greene lo explica mucho más claro de lo que yo puedo conseguir). A raíz de la explicación anterior me pregunto: ¿es lógico pensar que si se pudiera superar ese límite y viajar más rápido que la luz, nuestra "velocidad" en la dimensión del tiempo tendría componente negativa y viajariamos atrás en el tiempo para un observador externo?
Una duda tonta que me surge: leo insistentemente que dos cuerpos , independientemente de su peso, si se les deja caer en caida libre llegarán al suelo al mismo tiempo. ¿esto es cierto o sería más adecuado decir que llegan "practicamente" al mismo tiempo ya que la minúscula diferencia de masa de los dos cuerpos en comparación a la Tierra hace que la diferencia en la atracción a ambos cuerpos sea despreciable?¿La atracción gravitatoria entre dos cuerpos no depende de la masa de los dos? Si es así, ¿no será mayor la atracción, por minúscula que se la diferencia, hacia un martillo que hacia una pluma?.
Esta pregunta ya la respondió Galileo hace 300 años. La respuesta es algo así como que los cuerpos tienen dos tipos de masa, la gravitacional, asimilable al peso del objeto y la inercial, que sería como la resistencia del objeto a la variación de su estado. En el ejemplo de un martillo y una pluma que se dejan en caída libre, es evidente que el martillo dispone de mayor masa gravitacional, de mayor peso por así decirlo, pero también es mayor su masa inercial. Como resultado de ésto, la pluma se ve atraída con menos fuerza por la tierra pero también ofrece menos resistencia a la aceleración producida por esa atracción y por eso caen al mismo tiempo.Esto, entre otras cosas, es lo que llevó a Einstein al principio de equivalencia entre gravedad y aceleración en su teoría general de la Relatividad.
Tan fácil como recordar la ecuación de Fuerza=masa por aceleración es decir, que un cuerpo con el doble de masa se ve atraido por la Tierra por el doble de fuerza, pero para mantener la igualdad de la ecuación, la aceleración ha de seguir siendo la misma.
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Si el quark es la partícula fundamental, ¿de qué está compuesto el quark?¿Tiene fin esta sucesió?
Leyendo el libro "Biografía del Universo" de John Gribbin (2007) encuentro una respuesta a la pregunta sobre la partícula fundamental.Según entiendo el Modelo Estandar que se baraja actualmente no es la ñultima palabra en Física, pero sí es el mejor modelo que se tiene para explicar lo que pasa con las partículas como protones y neutrones.Leo que el quark no es la partícula elemental del Universo, sino una de las partículas elementales. De una manera resumida se puede decir que:- las partículas fundamentales, Los Fermiones, son el quark arriba, el quark abajo y los electrones. (En otros modelos, quizás más complejos, incluyen otra partícula elemental: el neutrino) (también se establecen categorías diferentes con más quarks, ver en entrada de conceptos el Modelo estandar)- La interacción entre estas partículas se produce mediante bosones: fotones y gluones. Los quarks interactuan entre ellos para formar protones y neutrones mediante gluones.- La diferencia entre bosones y fermiones es que el número de fermiones existentes es inaltrerable desde el Big Bang, para crear un nuevo fermión se ha de crear su antipartícula correspondiente. - Un protón está formado por 2 Q^ y 1Qv- Un neutrón está formado por 1 Q^ y 2Qv- Qv 1/3 de la carga eléctrica negativa mientras que Q^ 2/3 de la carga eléctrica positiva, ésta es la explicación de la carga eléctrica de protones y la ausencia de carga de los neutrones. La organización Del Modelo Estandar es algo parecido a lo siguiente:
Fermiones 6 categorías de Quarks : arriba, abajo, extraño, encanto, superior e inferior -> Quarks+gluones=protones y neutrones + 6 Leptones: Electrones y neutrinos
5 Bosones conocidos + 1 Boson postulado para dotar de masa las partículas (Boson de Higgs)
3 de las 4 Fuerzas Físicas, las nucleares y electromagnética
En los años 70 se describe el fenómeno llamado "decaimiento beta" que es el proceso en el que un electrón es expulsado de un átomo proveniente del núcleo: Un neutrón escupe un electrón y se convierte de esta manera en protón. La carga eléctreica en este proceso queda equilibrada pero se ha creado un fermión más, lo que obliga a equilibrar también la energía y momento del electrón expulsado con lo que un neutrino, una partícula invisible, se aleja desde el electrón en dirección opuesta. Esté neutrino fué postulado en los años 30 y confirmado en la decada de los 50 experimentalmente por Pauli. En cuanto al tema de la pregunta sobre la partícula fundamental es interesante lo leído sobre la Teoría de cuerdas donde, explicado muy superficialmente, se postula la teoría que todas las partículas están formadas por un "hilo" de energía vibrante y que según sea el modo de vibración de esta minúscula cuerda, confiere unas propiedades u otras, formando así las diferentes partículas que se conocen. Si ésto es verdad o una aproximación a la verdad, ésté sería el fin (quizás) de la búsqueda de lo ínfimo. Todo estaría formado a fin de cuentas por energía, algo no tan extraño si se piensa que einstein ya estableció que masa y energía no son más que dos maneras de presentar la misma cosa. Escuchar entrevista a Murray Gell-Mann sobre el tema
¿Cómo sería un mundo donde la velocidad de la luz fuese infinita?
Parece evidente que de la fórmula de Einstein donde masa y energía son dos aspectos de la misma cosa, se puede deducir que un Universo con velocidad de luz infinita implicaría que la más mínima fracción de matería necesitaría una energía infinita para formarse. Es decir, creo no equivocarme si digo que con una velocidad de la luz infinita no sería posible la formación de materia y el Universo sería pura energía por siempre.
¿Por qué la Luna orbita de manera que siempre ofrece la misma cara a la Tierra?¿es casualidad o alguna ley lo motiva?
En la Luna no hay mares ni océanos cuyas aguas puedan subir por efecto de las mareas pero, dado que la Tierra es mucho mayor que nuestro satélite, las fuerzas de marea son tan fuertes que han detenido la rotación de la Luna obligándola a mostrarnos siempre la misma cara. Ampliación
¿Por qué no pueden formarse estrellas de masa superior a 150 masas solares?
en realidad se ha demostrado que sí se puede según las últimas observaciones que han dado con una estrella de más de 300 masas solares, contradiciendo así la teoría que estipulaba, que en el proceso de formación de una estrella, cuando ésta llegaba a una determinada masa, la contracción por la gravedad provoca el "encendido" de la estrella y con ello la explosión que alejaba de la estrella la masa nebulosa alrededor, con lo cual la estrella se queda sin matería para seguir aumentando de masa.
