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¿Existe la Fuerza de la Gravedad? Es posible que no. Tal vez la Gravedad no sea una Fuerza Fundamental, sino una Fuerza Emergente fruto de la combinación de otras fuerzas conocidas.

Creada15-12-2014
Modificada18-05-2017
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Reseña del Documental ¿Es la Gravedad una Ilusión? de la serie Secretos del Universo con Morgan Freeman

¿Es la Gravedad una Ilusión?

Newton descubrió que todos los cuerpos con masa se atraen entre sí y halló la fórmula con la que se puede calcular la magnitud de esa atracción.

Einstein descubrió que el espacio es un tejido entrelazado con el tiempo en forma de espacio-tiempo. Los cuerpos con masa deforman ese tejido y los objetos que hay alrededor se mueven en el sentido de la inclinación de esa deformación.

La gravedad no atrae directamente a los objetos. Los objetos deforman el tejido del espacio-tiempo y el tejido deformado altera el movimiento de otros objetos.

Cuando una masa, como una estrella, permanece estable, provoca una depresión en el tejido del espacio-tiempo. Es una depresión estática.

Pero cuando la estrella se desplaza la depresión se mueve con ella y eso provoca una ondulación del espacio-tiempo.

Ocurre lo mismo cuando una estrella explota en una supernova, la masa se distribuye en una zona mayor y la depresión disminuye de 'profundidad', pero como no lo hace instantáneamente, se genera una onda en el tejido del espacio-tiempo. Si esa oscilación es de una determinada amplitud y no está demasiado lejos, la onda podría ser percibida por un detector muy sensible.

Buscando Ondas Gravitacionales

Nergis Mavalvala intenta captar esas ondas en el LIGO, Observatorio de Ondas Gravitatorias con Interferómetro Láser.

Para ello se han construido dos tubos perpendiculares de 4 Km de longitud. Por ellos circula un rayo láser capaz de medir la distancia entre los extremos con una precisión mayor que una millonésima parte de la anchura de un átomo.

Si una onda gravitatoria de una cierta intensidad atraviesa la Tierra, la distancia entre los extremos de los tubos oscilará de una forma que podrá ser detectada por el dispositivo.

Después de 10 años de funcionamiento, LIGO no ha conseguido detectar nada.

Actualmente está trabajando en conseguir una sensibilidad 10 veces mayor, pero si ni aún así llega a detectar nada tendría que empezar a plantearse si lo que cree saber sobre la Gravedad es cierto.

El Funcionamiento de las Fuerzas

Zvi Bern, físico de partículas, describe cómo en el universo, a nivel cuántico, en cada milímetro cúbico de espacio hay trillones de partículas que aparecen y desaparecen de forma aparentemente aleatoria. Algunas de estas partículas generan las fuerzas fundamentales, Electromagnetismo, nuclear Débil, nuclear Fuerte y, supuestamente, la Gravedad.

Los fotones son los responsables de que exista la fuerza E. La fuerza E existe en dos variedades, positiva o negativa. Las partículas con carga E del mismo signo se repelen. Las de distinto signo se atraen.

La fuerza D es transmitida por dos bosones, W y Z, y hacen que los núcleos radiactivos se desintegren.

La fuerza F es transmitida por el Gluón. El Gluón hace que determinadas partículas como los protones y neutrones se unan para formar un núcleo atómico.

La fuerza G también debería tener una partícula portadora, y a la espera de que sea descubierta se le ha dado el nombre de Gravitón. Pero nadie los ha detectado todavía.

Los físicos llevan años intentando desarrollar las matemáticas que permitan describir el funcionamiento de los gravitones, pero todos los intentos han llevado a fórmulas tan complejas que resultan imposibles de calcular.

Zvi ha encontrado una forma de simplificar el problema dividiéndolo en partes más manejables y al hacerlo ha llegado a una sorprendente conclusión: Si se unen dos gluones de forma estable, generarán una fuerza similar a la gravedad.

Si se confirman sus cálculos podría significar que los gravitones no existen y que la fuerza G no es más que la forma en que se manifiestan los mismos gluones que generan la fuerza F en solitario y la fuerza G cuando están emparejados.

Desde que conocí la teoría de las partículas portadoras de fuerza, hace más de 40 años, siempre me pareció incorrecta por dos razones fundamentales.

La primera es que no veo cómo una partícula portadora de fuerza puede chocar con una partícula normal y hacer que ésta 'rebote' o se desvíe en la dirección desde la que ha recibido el golpe.

La segunda es que para que una partícula atraiga a todas las partículas de su entorno haría falta que emitiera infinitas portadoras en todas las direcciones del espacio que interactuaran con TODAS las partículas del Universo.

Siempre me ha parecido mucho más lógica la explicación de que el espacio es un tejido similar a una lona que se puede deformar bajo el peso de determinadas partículas y la deformación del tejido hace que todas las partículas del tejido intenten 'rodar' en dirección a la inclinación del tejido.

Lo que sí debemos tener en cuenta es que el tejido no es una lona de 2 dimensiones que se deforma en una tercera dimensión.

Nuestro Universo no tiene 3 dimensiones, sino 10. Nosotros vivimos en una especie de membrana, como una lona, pero no de dos dimensiones, sino de tres dimensiones extensas y un grosor muy reducido en las siete dimensiones restantes. Las partículas que existen en esta membrana 3D la deforman en cualquiera de las dimensiones superiores, pero cada partícula afecta a una, dos o varias dimensiones distintas y con intensidades también distintas. Por eso dos partículas como un protón y un electrón pueden atraerse por una dimensión y repelerse por otra y eso hace que el electrón quede en equilibrio a unos 100 picometros (billonésima de metro) del protón, formando un átomo de hidrógeno.

Todo esto está explicado más extensamente, si es que os interesa, en Preguntas y Respuestas sobre el Omniverso

Materia y Antimateria

Las últimas investigaciones sobre astrofísica parecen haber descubierto que la expansión del Universo se está acelerando, como si hubiera una fuerza, desconocida hasta ahora, que hace que las galaxias se repelan entre sí.

Todas las partículas de materia se atraen, pero Dragan Hajdukovic, físico del CERN, piensa que la Materia y la Antimateria se repelerán gravitatoriamente.

En cada milímetro cúbico del espacio en todo el universo aparecen continuamente centillones de pares de partículas de materia y antimateria que de forma casi instantánea vuelven a aniquilarse entre sí.

En ocasiones esos pares no llegan a aniquilarse y se produce una partícula de materia y otra de antimateria.

En el Universo existen grandes extensiones de vacío con pequeñas islas de materia en forma de galaxias. La materia nueva es atraída hacia las galaxias y la antimateria es repelida por ellas quedando disuelta entre las galaxias pero generando la fuerza de repulsión que hace que la expansión de las galaxias se acelere.

Si esto fuera cierto, no creo que la antimateria se encontrase diluida en el espacio sino que formaría también galaxias visibles. Estas galaxias de antimateria serían iguales e indistinguibles a las de materia, con una particularidad. Las galaxias de antimateria se atraerían entre sí pero se repelerían con las de materia, por lo que es muy improbable que se llegasen a producir colisiones de galaxias de Materia-Antimateria.

Sólo me queda una duda: Los fotones que emitan las estrellas de antimateria ¿serán iguales que los fotones de las estrellas de materia? ¿Hay fotones y antifotones?

El Universo Holográfico

Herman Verlinde, de la Universidad de Princeton, piensa que no existe una realidad objetiva, sino que la Realidad es distinta para cada observador.

No sólo para cada observador, para cada partícula del Universo.

Desde nuestro punto de vista, los fotones viajan a la velocidad de la luz en un espacio tridimensional. Pero desde el punto de vista de un fotón, éste está detenido en un espacio plano que cambia continuamente.

Lo que nosotros creemos ver no es más que una proyección holográfica tridimensional de un universo mucho más complejo de lo que somos capaces de comprender.

La Fuerza de la Entropía

Eric Verlinde, hermano del anterior, piensa que la Gravedad no es una Fuerza Fundamental, sino un efecto emergente provocado por la tendencia de la materia a ganar entropía. La entropía de una manzana a un metro del suelo es menor que la que tendría en el suelo. La manzana tiene tendencia a ganar entropía y eso hace que caiga al lugar donde tenga más entropía.

La gravedad no existe, sino la tendencia de la materia a ganar entropía.

Tal como la fuerza de ascensión de un globo aerostático no existe. Lo que existe es la fuerza de la entropía del gas del interior del globo que hace que su densidad interior sea menor que la exterior generando una fuerza emergente que lo hace ascender.

O como la fuerza centrífuga, que tampoco existe, sino que es una fuerza emergente generada por la inercia de los cuerpos en un movimiento circular.

En el Horizonte de Sucesos

El Físico Sean Carroll reconoce que la gravedad es una fuerza más complicada de lo que hasta ahora hemos imaginado y piensa que tal vez podamos aprender algo nuevo si estudiamos cómo actúa en el Horizonte de Sucesos de un Agujero Negro.

A raíz de conocer un efecto cuántico conocido como Entrelazamiento de electrones, según el cual dos electrones entrelazados tendrán siempre el mismo spin, se ha intentado calcular qué ocurriría si un electrón entrelazado entrara en el agujero negro mientras que su compañero permaneciera fuera.

El resultado de los cálculos no ha conseguido encontrar una respuesta, pero da la impresión de que los electrones podrían entrelazarse con varios electrones a la vez, cosa que en el espacio normal sería imposible.

Mirando al Fondo del Abismo

Podríamos saber más si pudiéramos observar el Agujero Negro más cercano, a 26 Kal de la Tierra, en el centro de nuestra galaxia.

Para ello tendríamos que tener un telescopio bastante grande, mucho más que todos los construidos hasta ahora, más o menos del tamaño de la Tierra.

Un astrónomo ha propuesto hacer algo parecido. Ha planeado que en la Primavera del año 2.015 orientará la mayor parte de todos los telescopios de alta precisión de la Tierra hacia el Agujero Negro del centro de la Vía Láctea.

Reuniendo todas esas imágenes podrá realizar una reconstrucción virtual de lo que se vería con un telescopio del tamaño de la Tierra y tal vez gracias a ello podamos aprender algo nuevo que nos permita determinar si la Gravedad es una Fuerza Fundamental del Universo o es una fuerza emergente y hay un misterio más profundo en su existencia.

En mi opinión

Todo lo que se descubra en el futuro será interesante, pero desde hace tiempo pienso que la mayoría de los físicos tienen una idea equivocada de lo que son las fuerzas y, entre ellas, lo que es la gravedad.

Como he comentado más arriba, YO CREO que el universo es mucho más extraño que lo que los científicos imaginan, pero mientras sigan pensando en un universo tridimensional se seguirán dando de bruces con hechos que en tres dimensiones no tienen explicación.

La teoría de cuerdas ya ha aceptado que el Espacio tiene más de tres dimensiones, diez, para ser exactos. Según mi opinión les falta por descubrir que el Universo en el que creemos vivir no es más que una onda 3D que se está expandiendo en una membrana 4D que tiene grosores diferentes en las dimensiones superiores. (Ver La Ciencia del Big Bang y la Gran Onda)

De nuevo CREO que cuando los físicos asuman esa posibilidad podrán avanzar mucho más para encontrar las respuestas que plantea el Universo.

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