LAS LEYES DE LA GRAVEDAD

1.a.4 Concepto de masa y energía cinética

Todos estamos de acuerdo en el principio de conservación de la masa y la energía, en la transformación de la masa-energía, en su relación cuantitativa y sabemos que se produce en casos como la bomba atómica.

E = mc²

Sobre esta equivalencia habría mucho que hablar, pero no es el momento, sólo señalar que quizás no exista siempre tal equivalencia. Mientras el agua y el vapor de agua son totalmente equivalentes a 100º grados, el agua a 50º sólo es equivalente al vapor de agua si se le añade energía.

La energía cinética existe en forma de masa, voy a recurrir a una representación visual de la masa y la energía para explicar lo que quiero decir, ¡ojo! no para demostrarlo. Eso vendrá con el diseño de experimentos apropiados como los indicados en el libro online de Experimentos de Física y su validación empírica.

Imaginemos una bolita de resina, ya tenemos la masa, hasta aquí ningún problema. Ahora pensemos que tenemos dos bolitas y que la forma de quitarle masa a una y llevarla a la otra es hacer con un poco de masa de una bolita un hilo muy fino y ondulado tipo cabello rizado y llevarlo hasta la segunda e integrarlo en la bolita. El hilo sería la energía. Este ejemplo cumpliría con el principio de conservación.

Consecuentemente, la energía electromágnetica se manifestaría en forma de hilos finos y la masa en forma de bolitas. Evidentemente hay una equivalencia entre hilos finos y ondulados y masa compuesta de hilos enrollados. En el nuevo paradigma el campo de gravedad es el medio soporte de la luz. Esto significa que tiene que existir una interrelación mecánica entre la onda electromagnética y la estructura física o material del campo de gravedad.

La idea es imaginar un mecanismo mecánico de órbita circular de un conjunto de partículas o puntos elementales como si se tratara de una vibración o una onda circular. En la medida en que aumenta el número de partículas la órbita se reduce por efectos gravitatorios-mecánicos y, al mismo tiempo, otros mecanismos hacen que el conjunto total se empiece a desplazar...de esta forma la masa cinética representaría el mecanismo que permite su desplazamiento.

No es lo mismo, pero la energía cinética se podría entender igual a la resistencia de la gravedad al paso de la masa; si bien, me parece más acertado decir que la energía cinética representa la energía necesaria precisamente para provocar un desplazamiento de la masa propia a través de la gravedad, teniendo en cuenta la estructura interna de ambas.

Salvando las distancias, sería algo como un meteorito en la atmósfera terrestre. En este ejemplo, yo entiendo que la masa propia del meteorito tiene inercia e intenta mantener su velocidad pero que la bola de fuego que la rodea y que posee masa, que se llamaría masa cinética, no tiene inercia sino que es el resultado de la resistencia del aire al veloz paso de la masa propia del meteorito.

La diferencia es que el meteorito se ve muy frenado por el aire mientras que la gravedad no frena tanto la masa. Siempre dentro de las distancias salvadas de nuestro ejemplo, puesto que a velocidades próximas a la luz el freno gravitatorio sobre la masa podría ser bastante elevado.

El inconveniente de la energía cinética es que, a pesar de su nombre, se manifiesta en forma de bolita, mejor dicho, de incremento de bolita y no de hilo.

Si no fuese así, la energía cinética de una bola no existiría, en todo caso sería energía independiente de la bola y además no conseguiría hacer operar el mecanismo comentado del desplazamiento o movimiento relativo.

Otra posibilidad es que la energía cinética fuese un concepto divino sin efectos reales y sin presencia en nuestro mundo conocido, en nuestras dimensiones. Esto es importante, pues es la idea de Newton de que no le gustaba la noción de fuerzas a distancia ya que, en realidad, la existencia cierta de este tipo de fuerzas chocaría con la esencia misma del concepto de espacio absoluto y con los principios epistemológicos de la razón en la naturaleza de la vida.

Como es bien conocido, aunque no siempre lo tengamos muy interiorizado, la transformación masa energía no se da únicamente en sucesos tipo bomba atómica sino en absolutamente todos los sucesos.

Bueno, quizás todos no. ¡Ya veremos!

En la página Masa y energía del libro online Teoría de la Relatividad, Elementos y Crítica he avanzado los conceptos de masa que considero relevantes para la Teoría de la Equivalencia Global y la Mecánica Global, que habían sido teóricamente obtenidos sin ninguna hipótesis relativista.

Estando reflejados en las siguientes igualdades:

masa global = masa propia + masa cinética

[2.a]   m = m₀ /(1 - v²/c²)½

Y para velocidades pequeñas, es válida la siguiente aproximación:

[2.b]   masa cinética   »  m₀½ v²/c²

El concepto de masa global no plantea ningún problema, puesto que es la masa total o suma de la masa propia y de la masa cinética (masa debida a la velocidad o que posibilita el mecanismo que provoca el movimiento y equivalente a la energía cinética)

[2.b.1] Ec = ½ m₀v²

Ahora bien, hay que distinguir entre valores totales de una igualdad y realidades físicas dentro de ellas pues no siempre se corresponden debido a limitaciones e imprecisiones del modelo físico generalmente manejado. Todas las igualdades o equivalencias son ciertas, pero suponen una forma, punto de vista o perspectiva de ver la realidad y todos conocemos que hay perspectivas que pueden ser un poco engañosas.

La masa que aparece en la ecuación es la del objeto en reposo no la equivalente al movimiento.

Para analizar la masa de la energía cinética, lo primero que hay que aceptar es que la energía tiene masa (o mejor aún, que la energía es masa en movimiento) y luego tener en cuenta el momento angular o momentum. Por ejemplo, aunque normalmente se utiliza la expresión de que la energía es igual a la constante de Planck por la frecuencia [ E = h v ] por simplificación, la expresión exacta del momento angular es [ E = 2π h v ]

Si tenemos en cuenta tanto la energía cinética debida al momento lineal como la debida al momento angular tendremos que multiplicar por [ 2π ] para obtener la energía cinética total, que dividida por [ c²] por la famosa equivalencia masa-energía [ E = mc² ] nos queda la expresión de la masa cinética para velocidades pequeñas en:

[2.c]   masa cinética   »  π m₀v²/c²

Estas variedades de energía se pueden entender si se piensa en un esfera parada sin girar, girando muy rápido pero parada y con movimiento, claramente las energías cinéticas de dichos estados es diferente. Si añadimos una relación fija entre el giro y el movimiento longitudinal por un mecanismo mecánico de engranajes entonces nos estaremos acercando al modelo físico real.

Como había indicado, estos distintos conceptos de masa son muy importantes puesto que su origen, su destino y sus relaciones físicas son desiguales en la Teoría de la Equivalencia Global y configuran importantes precisiones a la Ley de Gravitación Universal de Newton para dar lugar a la Ley de Gravedad Global.

La fuerza de la gravedad opera sobre la masa global, es decir, afecta tanto a la masa propia como a la masa cinética. En otras palabras, la fuerza centrípeta provocada por la gravedad es proporcional a la masa global.

Por ello, el valor de la fuerza de gravedad no es igual a la propugnada por Newton sino que necesita la corrección de los cambios en la masa cinética.

Siguiendo con los comentarios iniciales sobre la energía cinética, la gran novedad reside en que la masa cinética, consecuencia de la equivalencia con la energía cinética, no tiene inercia como la masa propia; muy al contrario, su razón de existencia es la "resistencia" de la gravedad al paso de la masa o la energía o el posibilitar el mecanismo del movimiento. Es decir, la fuerza centrifuga es proporcional únicamente a la masa propia.

En consecuencia, la resultante de las fuerzas centrípeta y centrifuga no sólo será diferente a la prevista por la Mecánica Newtoniana o Mecánica Clásica sino también a la Mecánica Relativista.

El modelo propuesto no sólo explica de forma diferente las famosas predicciones de la Relatividad General sino que aplica la misma modificación de la Ley de la Gravitación Universal de Newton que da lugar a la Ley de la Gravedad Global para explicar el efecto de la doble desviación de la luz al pasar cerca de estrellas masivas, la órbita del planeta Mercurio y el corrimiento gravitacional hacia el rojo de la luz.

Los sencillos cálculos analíticos se encuentran en las páginas enlazadas del libro online de la Teoría de la Equivalencia Global.

Dejando que el modelo bosquejado se desarrolle, parece como si la masa consiste en partes concentradas de la gravedad, algo así como nudos que se forman al entrelazarse los hilos finos. Podría llamarse Teoría de Nudos a la nueva teoría pero, además de parecer un vulgar plagio, seguro que surgiría la idea de la teoría combinada con la Teoría de Cuerdas y mejor no preguntarse cómo podría llamarse familiarmente dicha teoría o la madre de ciertos animalitos.

Desde otro punto de vista, se puede analizar la masa partiendo del modelo de la constante de Planck. Cuando las partículas que forman globus no pueden mantener el momento angular ocurre un cambio en su naturaleza y se convierte en masa. El otro límite físico se daría cuando se transforma en gravedad.

El proceso contrario también se produce constantemente; cuando una partícula, como los electrones, cambia de nivel orbital emite radiaciones con una frecuencia característica debido a una determinada diferencia de energía.

Conviene señalar que los diferentes niveles de energía son múltiplos de la constante de Planck de acuerdo con los postulados de Bohr.

También es importante avanzar que según la Teoría de la Equivalencia Global la frecuencia concreta se ve afectada por los campos de gravedad, la velocidad de la fuente dentro de dicho campo y quizás otros tipos de campos energéticos equivalentes como la presión. Es decir, los postulados de Bohr se verán afectados por el Principio de Conservación Global.

Los detalles formarían parte de la Física de Partículas, y más concretamente, de la Mecánica Global, se podría pensar que las diferentes partes o componentes de las partículas elementales o Globus pueden formar diferentes partículas de masa. Supongo que las familias de partículas del Modelo Estándar estarán relacionadas con estos temas, no sé, todavía no me he metido a profundizar en la incertidumbre de esta materia tan gatuna.