Ondas gravitatorias

[Alex]

Gonzalo

Pero porqué un agujero negro o un cuásar es una fuente permanente de emisión de ondas gravitatorias ?

.. ni yo tampoco! jejeje

Ante todo pediros disculpas por la metedura de pata al confundir un quasar con un pulsar!! que es lo que quería decir. Concretamente me refería al pulsar binario (PSR1913+16).

Me he sentado para leer los nuevos post, sin tiempo para escribir, cuando me he dado cuenta de tu observación y por lo menos, esto, lo quiero dejar subsanado. Esta noche te contestaré con mas tranquilidad.

Saludos y ruego me disculpes.

[Avicarlos]

Lo que no entiendo es la emisión de ondas en plural. Es evidente que si se desplaza una masa se produce UN frente de onda que se deplaza por el espacio-tiempo.

Pero porqué un agujero negro o un cuásar es una fuente permanente de emisión de ondas gravitatorias ? Si su masa no cambia, porqué emite ondas ? Supongo que una masa estática produce una deformación del espacio, pero no emite ondas sobre esa deformación.

Que es lo que se me escapa ?

Y ya que estamos con la ronda de preguntas, hay otra cosa que nunca he entendido. Si masa y energía son equivalentes, y los fotones tienen energía, porqué no tienen masa?

Al primer párrafo, puntualizo, según mi percepción, digo que no hay ondas gravitatorias que se desplazan sino que es el campo inherente a la masa de cada partícula. Pero si en este campo interfieren partículas o fotones, se producen interacciones.
La masa en movimiento adquirido, no puede desplazarse más que a velocidades infralumínicas. No lo realiza por símisma, pues su esencia dimanante del gravitón es estática.

Al segundo párrafo, insisto en lo dicho, no emiten sino que muestran, hacen notar el campo gravitatorio que les es inherente, hasta el infinito, desde luego disminuyendo intensidad por la distancia a su centro másico.

Al tercer párrafo, te hago notar que el fotón es energía pura dinámica. Cuando se transforma en masa, esta energía no puede disponer de dinámica. Ahí está la equivalencia la masa es energía potencial. No se mueve por sí. El fotón es energía cinética, carece de masa, si al fotón le acompaña masa, le frenamos.
Para que la masa pudiera viajar a la velocidad de la luz, se requeriría aportarle una energía infinita.

Así lo tengo entendido y dispuesto a cambiar lo expuesto si se me muestra algo mejor.

Saludos de Avicarlos.

[Alex]

... Entiendo (mas o menos) la TGR. Entiendo la deformación del espacio y las consecuencias de la teoría de la relatividad. Lo que no entiendo es la emisión de ondas en plural. Es evidente que si se desplaza una masa se produce UN frente de onda que se deplaza por el espacio-tiempo.

Empecemos por el párrafo final: "... es evidente...". Esto puede estar claro para tí, pero el párrafo que escribes no es tan claro. El problema no es el frente de onda en si, sino como se desplaza este frente de onda por el espaciotiempo. ¿por que la onda se desplaza?. Sujpongamos que el pulsar binario emite una sola onda gravitatoria sin que el pulsar se desplace, bien, esta onda tiene la capacidad de deformar la curvatura del espacio por si sola (recordamos que masa y energia tienen la propiedad de curvar el espaciotiempo) esta deformacion de la curvatura del espaciotiempo, implica más gravedad... vemos como la simple interacción de la onda gravitatoria producida con el propio espacio es suficiente para crear nuevas ondas gravitatorias, llegando a la conclusión final, de que la energía del campo gravitatorio es una PROPIEDAD del espaciotiempo. Esto no tiene nada de instuitivo y si no se medita bien,.... no es tan evidente. Para remarcarlo, hagamos una comparación en la forma de desplazarse con una onda electromagnetica. La onda electromagnetica se desplaza por la interaccion de los campos electricos y magneticos que mutuamente se autoalimentan, por eso la luz puede viajar en el vacio y no necesita ni eter ni historias sus dos campos le bastan para desplazarse. La onda gravitatoria no tiene dos campos como la electromagnetica solo tiene un campo, el campo gravitatorio y por tanto necesita de algo para desplazarse y ese algo es el propio espaciotiempo, (y como dice la canción: "aunque parezca mentira"!!).

Pero porqué un agujero negro o un cuásar es una fuente permanente de emisión de ondas gravitatorias ? Si su masa no cambia, porqué emite ondas ? Supongo que una masa estática produce una deformación del espacio, pero no emite ondas sobre esa deformación.
Que es lo que se me escapa ?

Una de las categorías en las que se clasifican las fuentes emisoras son las denominadas "fuentes catastróficas", que son fundamentalmente sistemas confinados gravitatoriamente, que presentan fuertes asimetrias y que son muy dinámicos. Algunos ejemplos son: procesos explosivos: Novas, Supernovas, colisiones de planetas o estrellas, coalescencias edn general, interacciones/choques de galaxias, formaciones estelares a partir de nubes moleculares... y catastrofes mas o menos de este calibre. El caso de nuestro celebre pulsar, esta dentro de este grupo, por estar fuertemente confinado con su compañera, por ser una estrella de neutrones con asimetrias (montañas en la estrella de neutrones) y por ser un sistema muy dinamico. Este sistema PIERDE ENERGÍA en forma de ondas gravitatorias (en plural), reduciendo, por tanto, su periodo orbital. Un agujero negro, generalmente no es fuente de ondas gravitacionales, tendria que ser no esferico y que por tanto, pulse o vibre de manera no esferica (recuerda la asimetrias), cuando si las genera, es cuando entra en confinamiento con otro agujero negro

Como ves entre la TGR y Avicarlos hay algunas pequeñas diferencias... pero bueno por lo menos podemos conocerlas.

Saludos

[Avicarlos]

. La onda gravitatoria no tiene dos campos como la electromagnetica solo tiene un campo, el campo gravitatorio y por tanto necesita de algo para desplazarse y ese algo es el propio espaciotiempo, (y como dice la canción: "aunque parezca mentira"!!).


Este sistema PIERDE ENERGÍA en forma de ondas gravitatorias (en plural), reduciendo, por tanto, su periodo orbital. Un agujero negro, generalmente no es fuente de ondas gravitacionales, tendria que ser no esferico y que por tanto, pulse o vibre de manera no esferica (recuerda la asimetrias), cuando si las genera, es cuando entra en confinamiento con otro agujero negro

Como ves entre la TGR y Avicarlos hay algunas pequeñas diferencias... pero bueno por lo menos podemos conocerlas.

Saludos

Bien, bien, Alex, conforme en que la masa dispone únicamente de campo gravitatorio. Esta concordancia de criterio es vital.
Ahora viene ¿Me detallarás de dónde surge la onda?. ¿Qué necesidad tiene una masa en emitir ella ondas?. Si la masa es estática y de energía potencial concentrada?.

Todo lo que sabemos es que una catástrofe como indicas correspondiente a macroobjetos Cósmicos, emite tanto por púlsar como por contínuidad ondas. Éstas son electromagnéticas, no másicas.

Lo que ocurre es que de la misma forma que los cuantos másicos que componían al objeto Cósmico, se transforman en fotones, merman la masa mediante transformación del equivalente energético. Son los fotones detectados.
Claro al perder fotones, pierde masa y el campo del objeto, merma en intensidad, pero a ninguna velocidad de onda, que no existe, porque sigue siendo estático, inherente a la masa que lo posee.

Saludos de Avicarlos.

[GONZALO]

Gracias por la explicación sobre las ondas gravitatorias.

Respecto a la masa y energía del fotón, el viernes un amigo físico me indicó algo que no sabía. A la famosa fórmula de E=mC^2 le falta añadir el término del momento, que si que tienen los fotones.

[Alex]

Gracias por la explicación sobre las ondas gravitatorias.

Respecto a la masa y energía del fotón, el viernes un amigo físico me indicó algo que no sabía. A la famosa fórmula de E=mC^2 le falta añadir el término del momento, que si que tienen los fotones.

Efectivamente, asi es. La ecuacion de Einstein digamos "completa" sería:

[tex]E^2=m^2c^4+p^2c^2[/tex]
Lo que ocurres es que si consideramos una particula con masa, en estado de reposo, quiere decirse que el momento lineal es 0, ya que el momento = p = m.v para particulas masivas, por tanto si v = 0 el momento es 0, por lo que la ecuacion sería:

[tex]E^2=m^2c^4+p^2c^2\;\; p=\;momento

E^2=m^2c^4 \rightarrow E= mc^2\;\;\;con\;\;p=0[/tex] Donde m = masa en reposo

Para un fotón, que sabemos no tiene masa, entonces su energía vendra dada por

[tex]E^2=m^2c^4+p^2c^2 \rightarrow E^2=p^2c^2\rightarrow E=pc=\displaystyle{\frac{h\nu}{c}}c=h\nu

con\; \; momento=p=\displaystyle{\frac{h\nu}{c}\; ;\;\; \nu =\; frecuencia[/tex]

Saludos

[GONZALO]

Lo fácil que era y yo meses preguntando.

Y sería mucho preguntar qué relación tiene esta descripción del momento con la clásica de m*v ??

[Alex]

Y sería mucho preguntar qué relación tiene esta descripción del momento con la clásica de m*v ??

En mecanica clásica surge como una magnitud "instuitiva". El momento lineal, sabes que es la "cantidad de movimiento", por lo que una buena forma de definir cuanto movimiento lleva una particula, es multiplicar su masa por su velocidad, es decir [tex]p = m.v[/tex]. Era fácil e instuitivo entender que un mosquito que choque contigo a una velocidad de 20 km/h te producirá menos abolladuras que un trayler de 16 ruedas cargado a tope, y que circula a la misma velocidad. Es una buena forma de relacionar maa y velocidad.

En física cuántica, el fotón sabemos que no tiene masa, y tambien sabemos que como "cuanto" comporta como una particula (dualidad onda-particula) y asi cuando interacciona con la materia, le transmite toda su energía, que según Planck esta definida por [tex]E=h\nu[/tex] es decir, presupuso que la energía de la particula es directamente proporcional a su frecuencia. Esta relación permitió aclarar muhcas incongruencias electromagneticas en las que se debatía la mecanica de Newton. Con ella nació la Mecánica Cuántica.

Bueno pues de esta relacion de Plank vemos para el fotón con m =0 :

[tex]E^2=\left(mc^2\right)^2+(pc)^2 \rightarrow h\nu =pc\; \rightarrow p = \frac{h \nu}{c}
\;\; E= relacion\;\; Planck[/tex]

Saludos

[GONZALO]

Muchas gracias.

[Avicarlos]

Antes de seguir prefiero detallar algo más mi interpretación del cuanto másico, relatada en "ESPECTRO MASICO". Quizá con ello, unas cuantas observaciones de tu último post, quedarían satisfechas.

Lo abstracto de la masa, difícil de entender, mediante un símil, lo concreto en la imagen de un CD. Pongo las similitudes según tal apreciación:

CD tangible............................Masa intangible

Centro....................................Ubicación puntual del hipotético gravitón
Radio agujero.........................Ubicación cuanto másico, entre radio 0 y Swartzschild
Grosor disco............................Campo, gravitatorio película sin grosor
Radio total..............................Radio Cósmico
Radios grabación disco...........Total radios campo gravitatorio

Para simplificar el símil, considero a uno sólo de los infinitos CD que formarían la esfera del campo gravitatorio real.

El CD, es rígido y estático. Para moverlo, se precisa un agente que le empuje. Por sí mismo, ni su centro, ni su perimetro, ni su contenido, se mueven.

Con estas condiciones, Newton, nos dice que un movimiento lineal impulsado al centro, es transferido instantáneamente a la periferia.(Hay que considerar que la rigidez es absoluta, no permitiendo flexibilidad alguna entre átomos).
Esta transmisión es la de la gravitación a velocidad infinita.

Einstein va más allá. Introduce el mismo plano del CD a un plato giratorio; le imprime movimiento angular.
La velocidad tangencial varía en cada radio de la grabación. La máxima, es la límite del perímetro CD. Sin embargo la velocidad angular es la misma en todos los puntos del campo. La presencia de la gravitación es la misma en todo momento, sin alterar su ubicación ni hacia el centro ni hacia la periferia.

No veo que Einstein, haya negado a Newton. Los puntos de la grabación en el disco, en todos sus radios, permanecen estáticos. La energía sin la contribución exterior del motor giratorio, no varía.

Deduzco que no ha habido onda de propagación gravitatoria, sino que es la propia gravitación que se mueve por agentes ajenos.

Si el agente, con impulso lineal, radialmente desplaza al gravitón, el CD obedece a Newton.

Si lo impulsa con velocidad angular, obedece a Newton y a Einstein.

De aquí, se infieren nuevos resultados.

Una velocidad angular finita, podría causar una velocidad infinita en su máximo radio, si este fuera infinito.
Pero si la máxima posible es la de c, la solución será que el alcance de la gravitación será nulo a tal distancia, o bien, que tal distancia no es infinita.

En todo caso, una vez llegada la gravitación a su máximo radio posible, tanto si el Cosmos dispusiera de mayor magnitud como si no, haría que los radios finales del CD, se doblaran en intención al retraso al avance tangencial, replegándose hacia el último radio que admitió la velocidad c.

No podríamos conocer nada de más allá de tal radio. Es lo mismo que decir que más allá, no hay Nada que pueda afectarnos.

Saludos de Avicarlos.