La Humanidad ha progresado de forma exponencial en los últimos siglos. Pero enfrentada a la realidad de la Naturaleza y al Universo vemos que no hemos resuelto casi ninguno de nuestros problemas como especie. Hemos superpoblado nuestro pequeño planeta ,hemos contaminado el medio ambiente y la tecnología que podría ayudarnos no esta ni siquiera definida. Las diferencias entre países y la lucha por los recursos nos hacen entrar en guerras fratricidas. Ni siquiera estamos de acuerdo en nuestro camino evolutivo. Potenciar a los mejores o proteger a los menos dotados. El amor a nuestros semejantes esta condicionado por la Política y la Religión. No podemos hacer que la naturaleza nos iguale a todos, y siempre habrá ganadores y perdedores. ¿Podemos hacer que aceptemos nuestras limitaciones?. Esto no es una cuestión absurda. Hemos llegado gracias a la ciencia a una encrucijada. Ser o no ser. La cooperación internacional o el holocausto atómico. Siendo esta ultima opción la mas probable por su facilidad de cumplimiento. Ya sabemos que después de la Peste Negra en la Europa Medieval vino el Renacimiento y un gran desarrollo técnico y científico. ¿Pasara lo mismo en caso de una Guerra Nuclear?. ¿No podremos progresar para bien de todos de forma suave y solidaria?
Pues bien , si queremos empezar de nuevo ,tendremos que cambiar algunas cosas que hoy dia nos parecen básicas.: a) El hombre no es la cumbre de la Creación. b) No somos cualitativamente distintos de los animales (consciencia?). c) Lo que nos hace progresar en cuanto a calidad de vida puede llevarnos a la destrucción. d) No debemos meternos en problemas sin saber si podremos salir de los mismos. e) Cualquier acción puede tener reacciones no previsibles por lo que tenemos que contar con nuestros semejantes. f) Tenemos que llegar a un Gobierno planetario , para planificar las acciones de los distintos países y con poder para que se cumplan sus leyes.
Dicho esto, la humanidad tiene que ver a la ciencia con ojos nuevos, sin ataduras ni prejuicios. Solo una mirada critica y no partidista que cuente teorías y hechos probados podría poner orden en un sistema caótico como el actual en el que la mayoría de los hechos físicos no están explicados y se califican como misterios . Pero esto no es lo peor ,es la resistencia de los académicos a cambiar los paradigmas. Para empezar. vemos que dependiendo del tamaño de los objetos de estudio se aplican leyes radicalmente distintas . Por esto , si hablamos del mundo subatómico se aplica la Mecánica Cuántica ,pero en el caso macroscópico impera la Teoría de la Relatividad Especial y General. ¿No es el mismo Universo y no esta todo relacionado?. ¿No es el mismo conjunto de cuerpos?. Algo no funciona. Comenzaremos por hablar de una Constante Universal como es la velocidad de la luz en el vacío. Todo el mundo lo acepta pero no se cuestiona ,porque es necesaria e imprescindible para que el Universo funcione.
El hecho de que exista una velocidad limite hace que todo este coordinado. Los grandes sistemas giran mas lentos que los pequeños y los movimientos relativos nos hablan de que las grandes estructuras tienen un tiempo dilatado y mas lento que los pequeñas. Al margen de esto, la Teoría de la Relatividad nos habla de una dilatación del tiempo cerca de las grandes masas. (es lo que ocurre con el GPS).
Sin embargo nadie ha intentado explicar como se consigue crear una barrera tan perfecta e inmutable tanto para la materia como para la energía (fotones). En teoría ,el vacío tendría el poder de ralentizar la velocidad de las masas de forma progresiva (Lorentz)(1) hasta llegar a la velocidad de la luz en la que pararía el aumento de dicha velocidad. ¿Pero que existe en el vacio para conseguir esto?. Que se sepa, no existen entes materiales (tampoco el éter) que frenen los corpúsculos de la materia ni las ondas electromagnéticas. Solo podría existir energía en estado puro (¿campos?).
Y aquí entra algo que hasta el momento no se había relacionado con la limitación de la velocidad máxima. La antimateria. Es muy interesante, que exista algo tan misterioso y en principio tan poco util como esto. Y además cada partícula de materia tiene su contrapartida en antimateria , que al chocar con su correspondiente y exacta gemela genera rayos gamma muy energéticos. Estos mismos rayos gamma si colisionan entre si y cerca de materia pueden regenerar la suma de partícula y antipartícula.
Es el momento de repasar lo que dicen algunos de los científicos mas relevantes. Al analizar la naturaleza de las partículas subatómicas, Paul Dirac (2) comprendió lo que gracias a él sabemos hoy: que hay una infinidad de estados cuánticos en los que dichas partículas pueden estar. Sin embargo, el efecto de las fluctuaciones electromagnéticas del vacío, harían que cualquier electrón pudiera pasar a un estado de energía más baja emitiendo fotones. Esto sugería que sin algún elemento adicional, la existencia de estados de energía negativa cualquier estado de energía positiva sería inestable. La propuesta de Dirac, es que debía existir algo que impidiera el decaimiento de los estados de energía positiva hacia los de energía negativa. La idea que tuvo P.Dirac es que podrían existir una infinidad de partículas ocupando todos esos posibles estados cuánticos de energía negativa, y ese conjunto de partículas sería el «mar de Dirac», del que también se deduce la antimateria ya que es posible, mediante aceleradores de partículas y otros medios, convertir a una partícula en otra y así «sacarla» del mar de Dirac, lo cual resultaría en un estado cuántico que no ocuparía, espacio y que Dirac comprendió , deduciendo que cuando una partícula se convertía en otra debía haber también alguna, en otra parte, que «bajara» y ocupara dicho espacio, solo que lo haría con la energía opuesta a la otra que había «salido». Esta es la antimateria. Paul Dirac en 1930 ,trato de explicar los estados cuánticos anómalos con energía negativa predichos por su ecuación para electrones relativistas.
La ecuación de Dirac es una ecuación de ondas relativista de la mecánica cuántica descrita en 1928. Da una descripción de las partículas elementales con masa ,de espín 1/2, como el electrón, y es consistente con los principios de la mecánica cuántica y de la teoría de la relatividad especial juntas , explicando de forma natural la existencia del espín y de las antipartículas. Sin embargo, es sólo una aproximación a la Electrodinámica Cuántica que describe la interacción de partículas cargadas mediante interacciones eléctricas.
siendo m la masa en reposo del electrón, c la velocidad de la luz, p el operador de momento ,
la constante reducida de Planck, x y t las coordenadas del espacio y el tiempo, respectivamente; y ψ (x, t) una función de onda de cuatro componentes. La función de onda ha de ser formulada como un espinor (objeto matemático similar a un vector que cambia de signo con una rotación de 2π descubierto por Pauli y Dirac) de cuatro componentes, y no como un simple escalar, debido a los requerimientos de la Relatividad Especial. Los α son operadores lineales que gobiernan la función de onda. Añadir un campo electromagnético cuantizado en esta teoría conduce a la moderna teoría de la Electrodinámica cuántica (Quantum Electrodynamics, QED en ingles)(3).
Lo anterior parece indicar que el vacío cósmico esta lleno de materia ,que según Dirac serian
electrones y positrones o bien de energía que podria convertirse a electrones y positrones cuando se alcance la velocidad de la luz por parte de un medio material. También la energía de un fotón (con o sin materia) estaría moderada por esta conversión.
En cosmología, la naturaleza del vacío (4) hace referencia al desacuerdo de 122 órdenes de
magnitud1 entre el límite superior de la densidad de la energía del vacío calculado a partir de los datos obtenidos de la sonda Voyager de menos de 1014 GeV/m³ y la energía del punto cero de 10121 GeV/m³ sugerida por la teoría cuántica de campos. A esta discrepancia se la conoce como «la peor predicción teórica de la fisica. Y ya vemos el grado de ignorancia que existe al respecto.
Otra cuestion afecta al comportamiento del espacio y su posible expansión.
En cosmología (5), un universo estático es un ente , infinito, y eterno que solo cambia en
pequeñas regiones y el espacio en general ni se expande ni se contrae. Un universo así no tiene la denominada curvatura espacial; es decir que es «plano» o euclídeo. Un universo infinito y estático ya fue propuesto por primera vez por el astrónomo inglés Thomas Digges (1546-1595).
En contraste con este modelo, Albert Einstein propuso un modelo temporalmente infinito pero
espacialmente finito como su cosmología referida durante 1917, en su artículo Cosmological
Considerations in the General Theory of Relativity . Después del descubrimiento de la
relación desplazamiento al rojo-distancia (deducida por la correlación inversa del brillo galáctico
al desplazamiento al rojo) por los astrónomos estadounidenses Vesto Slipher y Edwin Hubble, el
astrofísico Georges Lemaître y otros (Friedman , Roberson y Walker) interpretó el
desplazamiento al rojo como efecto Doppler y evidencia de expansión universal y por lo tanto
señal de un Big Bang, mientras que el astrónomo suizo Fritz Zwicky propuso que el corrimiento
al rojo fue causado por la pérdida de energía de los fotones al pasar a través de la materia (del
espacio principalmente hidrogeno) y/o fuerzas en el espacio intergaláctico. La propuesta de
Zwicky se denominaría «luz cansada».
Considerando todo lo anterior y añadiendo los últimos descubrimiento del telescopio James
Webb nos enfrentamos a un Universo enorme ,sin principio ni final, sin limites y esencialmente
estatico.(6)
La coherencia de todas las estructuras se basa en la constancia de las leyes físicas que son
iguales en todas partes, en la velocidad limite para la materia y la energía radiante (que es muy
pequeña dada la magnitud del espacio), y en la operatividad de las 4 fuerzas fundamentales
(Nuclear fuerte, nuclear debil, electromagnetica y gravitatoria) . Si vemos la intensidad de dichas fuerzas ,la electromagnetica es 30 ordenes de magnitud mayor que la gravitatoria. Y sin embargo Albert Eintein adjudico a esta el protagonismo de la organizacion de Estructuras Galacticas y Supragalacticas. La fuerza Electromagnetica fue desdeñada aunque a nivel atomico fuera la centesima parte de la Fuerza Nuclear fuerte. La Fuerza Electromagnetica podria ser el nexo de union entre el mundo Galactico y la Mecanica Cuantica. Primero que, no se anula inmediatamente en presencia de cargas de signo contrario y su radio de acción ,inverso al cuadrado de la distancia, es mucho mayor que el gravitatorio. Tenemos que notar aquí que sus fotones recorren toda la distancia del Universo Observable y transportan fuerzas entre las cargas eléctricas. No ocurre lo mismo con la Gravedad.
En un campo eléctrico con el mismo numero de cargas positivas (positrones+protones ) y
negativas (electrones) y suponiendo que están uniformemente distribuidos, predominan las fuerzas de atracción sobre las de repulsión en una cuantía del 10 a 15% aproximadamente ya que las fuerza de igual signo que son las que originan la repulsión tienen los vectores desalineados.
Ademas ,esta fuerza atractiva se extiende a toda la masa del plasma por lo que la famosa ecuacion de Newton, Fuerza de atraccion gravitatoria = K por el producto de las masas/cuadrado de la distancia no es aplicable. Asi la ecuacion de Milgrom (7) para explicar la rotacion galactica seria identica en cuanto a resultados sin tocar las fuerzas gravitatorias. Aqui tenemos que pensar que mas del 99% de la materia son cargas (plasma). No habría necesidad de implantar un ente como la materia oscura para potenciar la gravedad.
En nuestro propio sistema solar vemos que el cinturón de Kuiper se divide en dos franjas
separadas por el vacío dentro del plano de la eclíptica. Los últimos satélites han detectado fuertes campos magnéticos en esta zona , que permitirían su perimetracion y la no convergencia hacia el sol. No parece haber fuerzas gravitatorias implicadas. (8) La fuerza que modela las galaxias también actúa en la periferia del sistema Solar.
BIBLIOGRAFIA
1.. Lorentz, Hendrik Antoon,
Versuch einer Theorie der electrischen und optischen Erscheinungen in ewegtenKörpern,
1895.
2.- Dirac, P. A. M. (1931). «Quantised Singularities in the Electromagnetic Field».
Proceedings of the Royal Society A 133 (821): 60- 72
.Bibcode:1931RSPSA.133…60D. doi:10.1098/rspa.1931.0130
3.- Feynman, Richard (1985). QED: The Strange Theory of Light and Matter.
Princeton University Press. ISBN 978-0-691-12575-6.
4.- Adler, Ronald J.; Casey, Brendan; Jacob, Ovid C. (1 de julio de 1995).
«Vacuum catastrophe: An elementary exposition of the cosmological constant
problem». American Journal of Physics 63 (7): 620-626.ISSN 0002-9505. doi:10.1119/1.17850.
5.- Vargas JFG, Webb Universo big sin bang. com. 2018.
6.- Mark, Julian (13 de octubre de 2021). «NASA’s James Webb telescope will explore the
Universe. Critics say its name represents a painful time in U.S. history» (en inglés). The
Washington Post. Consultado el 26 de octubre de 2022.
7.- Kaplinghat, Manoj; Turner, Michael (2002). «How Cold Dark Matter Theory Explains
Milgrom’s Law». The Astrophysical Journal 569 (1): L19-L22
Bibcode:2002ApJ…569L..19K. S2CID 5679705. arXiv:astro-ph/0107284. doi:10.1086/340578.
8.- Gunjan.Sogani (10 de septiembre de 2022). «The Discovery of the Kuiper Belt and
Its Members». Wondrium Daily (en inglés estadounidense).
