Es la Gravedad un residuo de la Fuerza Electromagnetica?

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hyparco71
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Es la Gravedad un residuo de la Fuerza Electromagnetica?

Mensajepor hyparco71 » 09 Sep 2016, 11:49

Hola

Estudié Física Teórica hace ya bastantes años en la UAM, aunque nunca me he dedicado profesionalmente a ella.

Sin embargo, no he perdido el gusto y la aficcion de seguir leyendo y pensando sobre cómo leches funciona nuestro maravilloso Universo. Una idea que llevo algún tiempo pensando es ¿Podria ser la Gravedad en realidad un residuo de la Fuerza Electromagnética? La Gravedad es, con mucho, la más débil de las cuatro fuerzas fundamentales (es muchos órdenes de magnitud más débil que el Electromagnetismo).

Supongamos que la interacción electromagnética entre dos cargas de signo contrario (fuerza atractiva) fuera en valor absoluto un poco más intensa (la diferencia sería mínima) que la interacción entre dos cargas de igual signo. Con esta suposición, veríamos que entre dos cuerpos macroscópicos eléctricamente neutros separados por cierta distancia (dos planetas por ejemplo) aparecería una fuerza atractiva cuya intensidad descendería con el cuadrado de la distancia, y que sería totalmente independiente de la carga eléctrica, sólo dependería de la masa de los dos cuerpos (o lo que es lo mismo, y dicho con más precisión, dependería del numero de átomos o moléculas de cada cuerpo)

Un saludo

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antoniogbs
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Re: Es la Gravedad un residuo de la Fuerza Electromagnetica?

Mensajepor antoniogbs » 09 Sep 2016, 12:59

Bonita hipótesis!
Fortuna audentes juvat

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Valakirka
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GRACIAS recibidas: 2 veces

Re: Es la Gravedad un residuo de la Fuerza Electromagnetica?

Mensajepor Valakirka » 09 Sep 2016, 14:27

hyparco71 escribió:Estudié Física Teórica hace ya bastantes años en la UAM, aunque nunca me he dedicado profesionalmente a ella.

aparecería una fuerza atractiva cuya intensidad descendería con el cuadrado de la distancia, y que sería totalmente independiente de la carga eléctrica, sólo dependería de la masa de los dos cuerpos (o lo que es lo mismo, y dicho con más precisión, dependería del numero de átomos o moléculas de cada cuerpo)


Hola y bienvenido.

Lo que no acabo de entender es esto último. No soy físico, aunque me interesa la Física como a un médico le puede interesar la Sociología, pero siempre he tenido entendido que los átomos tienen carga eléctrica positiva, los electrones negativa y los neutrones carecen de carga. ¿Cómo sería posible que esos cuerpos teóricos planetarios, no estelares, pudiesen atraerse si la masa de átomos que los componen careciesen de carga eléctrica alguna? Aunque mi desconocimiento de lo que es materia ya de cierta profundidad es evidente, sin embargo me resulta un planteamiento contradictorio.

Dispongo de una ya algo abultada bibliografía sobre toda la Física del espacio, y ahora no sabría localizar dónde se trata este tema, aunque no debería ser difícil mirando en los índices, claro está. Sin embargo, creo recordar que esta cuestión, aún sin resolver, es uno de los componentes necesarios para formular la Teoría del Todo, de la que sólo existen las más variadas hipótesis. Por otro lado, y según tengo entendido, más o menos cada dos años surge un nuevo paradigma en el campo cosmológico, y para mi, como para la mayoría, ese es un terreno prohibido. El nivel de conocimientos de Física y de Matemáticas es tal que escapa a las opciones de esa mayoría. Incluso, diría que hasta de la dimensión filosófica, más tangencial si se quiere, pero en la que ya me muevo con más comodidad.

Saludos. :D
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sergipr
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Re: Es la Gravedad un residuo de la Fuerza Electromagnetica?

Mensajepor sergipr » 09 Sep 2016, 16:54

Podría ser......

Por ahora solo.los Dioses lo saben.

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Avicarlos
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Re: Es la Gravedad un residuo de la Fuerza Electromagnetica?

Mensajepor Avicarlos » 11 Sep 2016, 10:34

Hasta que no se haya hallado al gravitón, las dudas subsistirán, pero hasta ahora, masa elemental y gravitón se acercan mucho. Y los cálculos con los valores atribuídos funcionan en todos los supuestos.
Saludos de Avicarlos.

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Cauda
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Re: Es la Gravedad un residuo de la Fuerza Electromagnetica?

Mensajepor Cauda » 13 Sep 2016, 16:45

Me parece una hipótesis interesante: Nada menos que ¡Intentar dar una explicación de la gravedad haciéndola desaparecer como un subproducto de la fuerza electrostática!
Unos años después de acabados los estudios leí una posible explicación de la fuerza de la gravedad: El espacio está lleno de un fluído de ciertas partículas que chocan contra todo. Si tenemos 2 masas a cierta distancia, se produce como una sombra y chocan menos partículas en cada masa en la cara que mira a la otra masa. El efecto es que hay más choques en las caras opuestas y el efecto neto es una atracción.
Es otra hipótesis (que no resistió el análisis y el avance de la ciencia) para intentar explicar la fuerza de la gravedad donde Newton dijo que no hacía hipótesis.

Tu hipótesis es interesante y se ve que has pensado imaginativamente donde muchos nos quedamos con los hechos nada más. Pero “una teoría nueva debe conducir a los mismos resultados obtenidos con las teorías aceptadas previamente en todos los casos que se ha probado que son útiles.”
Por eso avanzar en ciencia es complicado

¿Has pensado en predicciones de tu teoría en situaciones conocidas y en situaciones nuevas?
Creo que daría resultados muy distintos que los observados en nuestro universo:
2 cuerpos del mismo peso y de distinto material caerían a distinta velocidad!
Seguro que influiría en la forma en que se condensan las nubes de gas ionizado
Y afectaría a las estrellas de neutrones

Especialmente iría en contra la igualdad entre masa inercial (la resistencia a moverse) y masa gravitatoria (responsable de la atracción gravitatoria) que ya Newton veía como iguales o muy parecidas y no entendía porqué
Cuando 2 cuerpos, uno el doble de peso que el otro, caen a la misma velocidad es porque aunque la tierra tira el doble de fuerte al que es el doble de pesado, un cuerpo el doble de pesado es más difícil de mover (se necesita el doble de fuerza para mover el que es el doble de pesado)
Para el que lo vea mejor F=mi x a = g x mg
(mi: masa inercial; mg: masa gravitatoria, a: aceleración; g:aceleración de la gravedad en la tierra)

En tu hipótesis la fuerza de la gravedad entre los átomos es proporcional al número de protones, aunque sabemos que los átomos también tienen neutrones sin carga y de masa inercial parecida a la de los protones.
Así que una bola de cobre (elemento que tiene 29 protones y 34 neutrones) y una del mismo peso de plomo (elemento que tiene 82 protones y 125 neutrones) caerán a distinta velocidad
(una pelota de 82 átomos de cobre tiene 82*29= 2378 protones y 2788 neutrones y una pelota de 29 átomos de plomo tiene 2378 protones y 125*29= 3625 neutrones). Según tu hipótesis las 2 pelotas tendrían el mismo peso (misma fuerza de la gravedad debida a los protones), pero la masa inercial (resistencia a moverse) de la de plomo sería mayor (un 16% o 0,16 mayor) y caería más rápido la de cobre

Esta diferencia tan grande de un 0,16 no se observa.

Además Einstein arrancó su teoría de la relatividad partiendo de dar como cierto el principio de equivalencia (que dice que es indistinguible un campo gravitatorio local y una aceleración, y que masa gravitatoria es igual a masa inercial)
Y todas las nuevas predicciones de su teoría han sido demostradas, así que la masa gravitatoria es igual a la inercial o su diferencia será minúscula y de existir abrirá las puertas a una teoría que deberá dar los mismos resultados que la de Newton y la de Einstein en los campos en los que se ha aplicado y deberá proponer fenómenos nuevos en condiciones extremas todavía no exploradas ¿tal vez el interior de las estrellas de neutrones?

Actualmente se ha comprobado la equivalencia entre masa inercial y gravitatoria hasta como mínimo un 0,00000000001 (unas pocas partes por billón 10^12) con experimentos de medidas láser con la luna
http://ciencia.nasa.gov/science-at-nasa ... principle/

Experimentalmente se ha comprobado con mucha precisión la igualdad entre masa gravitatoria y masa inercial en los experimentos de Eotwos y posteriormente aún mas:

https://es.wikipedia.org/wiki/Experimen ... 6tv%C3%B6s

¿Te puedo preguntar a qué edad tuviste esta inspiración?

Seguramente puedes pensar en situaciones en las que tu teoría dará predicciones distintas a las teorías de Newton y Einstein

Y un enlace interesante para ver las explicaciones en tiempos de Newton:

http://www.hablandodeciencia.com/articu ... -gravedad/

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hyparco71
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Re: Es la Gravedad un residuo de la Fuerza Electromagnetica?

Mensajepor hyparco71 » 14 Sep 2016, 10:29

Hola

Estás asumiendo que los neutrones no tienen interacción elestromagnética, por que su carga total es cero, pero sí que la tienen, ya que están compuestos de dos quarks de carga -1/3 y uno de carga 2/3. Toda la masa está compuesta básicamente de partículas con carga electromagnética: electrones y quarks (estos a su vez forman lso protones y neutrones), por lo cual en tu ejemplo de las bolas de cobre y plomo esta teoría no fallaría, ya que con cada interacción entre cada par de quarks quedaría un pequeño residuo (si asumimos que la interacción positivo - negativo es ligeramente mas fuerte que las de igual signo) que podría ser responsable de una componente total atractiva que llamamos gravedad.

Un saludo

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Cauda
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Re: Es la Gravedad un residuo de la Fuerza Electromagnetica?

Mensajepor Cauda » 14 Sep 2016, 12:13

Hola:
Puedo aceptar lo de la carga interna del neutrón, pero ¿qué opinas de que en tu teoría la masa inercial no sea igual a la masa gravitatoria?

En tu hipótesis la masa gravitatoria del electrón sería la misma que la masa gravitatoria del protón mientras que sus masas inerciales son muy distintas (unas 1836 veces mas masa inercial del protón que la del electrón)


Otra consecuencia de tu hipótesis es que un átomo de H ionizado (que ha perdido su electrón pesaría la mitad que el átomo de H)(sentiría la mitad de atracción gravitatoria y tendría prácticamente la misma masa inercial que el átomo de H). Esto seguro que no ocurre

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hyparco71
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Re: Es la Gravedad un residuo de la Fuerza Electromagnetica?

Mensajepor hyparco71 » 15 Sep 2016, 08:34

Hola de nuevo,
Muchas gracias por tu respuestas, están muy bien razonadas. Tienes razón en lo que planteas de la distinta masa inercial del protón y electrón. Quizá la mejor respuesta que puedo darte a eso es que esta posibilidad que planteo de la gravedad como residuo de la interacción electromagnética es algo que tiene validez para grandes cantidades de masa, en las que la carga eléctrica total de los cuerpos es prácticamente cero.
A decir verdad, esta teoría se me ocurrió como consecuencia de otra de mayor alcance. Estaba pensando en la teoría de Kaluza – Klein, en la que como sabrás, el matemático polaco Kaluza añadió una dimensión espacial adicional a las ecuaciones de la relatividad general, y obtuvo como resultado que la simetría asociada a la libertad de movimiento que permitía la nueva dimensión provocaba la aparición de un campo de fuerza igual al electromagnético, produciéndose así la unificación de ambas interacciones simplemente añadiendo una dimensión espacial adicional.
Entonces pensé ¿Y si las partículas materiales de nuestro Universo, no fuesen más que deformaciones de nuestro espacio tridimensional en una cuarta dimensión espacial? Por ejemplo, imaginemos un universo bidimensional que fuese como una sábana extendida. Imaginemos que, por debajo de esa sabana, con un dedo la empujamos hacia arriba en un determinado punto: aparecería una montañita en la sábana. Visto desde el mundo de las dos dimensiones de la sábana (es decir, visto por seres bidimensionales que vivieran en la sábana y que no pudieran ni sentir no medir la tercera dimensión) esa montañita sería para ellos una deformación circular impenetrable que podrían llamar “partícula material”. De la misma manera, nuestras partículas materiales que asemejamos con pequeñísimas esferas, podrían ser simplemente deformaciones de nuestro espacio en una cuarta dimensión, pero como no podemos ver ni sentir esa dimensión, para nosotros son como esferas impenetrables.
Volviendo a nuestras deformaciones en forma de montañitas en la sábana bidimensional, podríamos asemejar la magnitud de esa deformación en la dimensión adicional con la carga eléctrica (puede ser positiva o negativa, ya que la deformación en la universo bidimensional se puede dar hacia arriba o hacia abajo), y el volumen de dicha deformación se podría asemejar con la masa (esto último depende tanto de la altura de la deformación como de su radio). De esta manera, quizá podría deducirse que en este Universo habría una única interacción posible, que es la que resulta del solapamiento de dos o más de estas fluctuaciones.
La idea desde luego resulta elegante ¿no?

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Cauda
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Re: Es la Gravedad un residuo de la Fuerza Electromagnetica?

Mensajepor Cauda » 17 Sep 2016, 22:07

Hola: Si dices que la teoría sólo es válida para grandes cantidades de masa, prácticamente neutra y restringes su validez a algo en lo que sea indistinguible de la fuerza newtoniana entonces claro que sería factible pero no explicaría nada nuevo. Si la idea esencial de tu teoría es que la fuerza entre cargas del mismo signo es algo menor que la fuerza entre cargas opuestas, eso debería dar algún fenómeno observable con el que se pueda probar o refutar.

Tu teoría implica que un ión H+ (átomo de Hidrógeno sin un electrón) perdería el 50% de su peso y mantendría prácticamente su masa inercial y los iones de átomos o moléculas perderían una fracción significativa de su peso pj. el ion O2+ perdería un 2% de su peso y su masa inercial sería prácticamente la misma que la de O2. En la física actual el peso de un ión O2+ debe ser prácticamente igual que el peso de la molécula O2

¿Afectaría esto a las tasas de escape de las atmósferas planetarias? (especialmente en la ionosfera de marte que prácticamente no tiene campo magnético). Puedes leer sobre este tema y ver si hay medidas de la tasa de pérdida de la atmósfera que no cuadren con la teoría actual (no creo)

De todas formas me ha gustado tu idea porque da que pensar y he leído cosas que interesantes.
Dejo aquí lo que me ha parecido interesante:

Experimento para ver si un átomo de antihidrógeno (de antimateria) caerá hacia abajo o hacia arriba bajo la acción de la gravedad:
The Weak Equivalence Principle with antimatter: the AEgIS experiment at CERN
https://aegis.web.cern.ch/aegis/research.html


Un libro sobre la búsqueda de desviaciones a la fuerza de gravitación newtoniana (a bajas velocidades y campos gravitatorios no intensos, o sea desviaciones no debidas a la relatividad general) que pudieran indicar la existencia de una quinta fuerza fundamental. La introducción es interesante:

https://books.google.co.uk/books?id=IJ7 ... nk&f=false

También he visto que se han hecho experimentos de caída libre de electrones para ver si se detecta una rotura del principio de equivalencia de masa inercial y gravitatoria porque aunque la teoría de la relatividad se basa en el principio de equivalencia, al final lo que manda son los experimentos, y la relatividad general es una buena teoría en el mundo macroscópico pero no en el mundo atómico

y las complicaciones del experimento
https://indico.cern.ch/event/361413/con ... AG2015.pdf

Y me he encontrado esta persona que también pretende explicar la gravedad como un subproducto (en este caso de efectos electromagnéticos en los átomos) (esto no he tenido tiempo de leerlo pero puede interesar. Para mí esto es pseudofísica porque de ser verdad ya habría habido físicos profesionales que se hubieran interesado)

http://www.electrogravityphysics.com/as ... eefall.pdf
su página:
http://electrogravityphysics.com/electro-gravity/


Sobre la idea original de la materia como deformaciones del espacio en una cuarta dimensión, me parece una idea bonita. Es una forma de ver cómo la energía se ha acumulado en forma de masa. Se puede imaginar que si el espacio tuviera cierta “tensión”, 2 deformaciones en el mismo sentido de la cuarta dimensión (2 montañitas hacia "arriba" o hacia "abajo") tienen cierta tendencia a no acercarse demasiado, viéndose como una repulsión de las cargas iguales. 2 deformaciones iguales pero en el sentido opuesto serían una partícula y su antipartícula y se evaporarían liberando energía si se acercasen demasiado. Lo que no imagino que cuadre es que la masa sea el volumen de la deformación porque si es en el mismo sentido a mayor masa mayor la fuerza sería mas repulsiva en lugar de una gravedad en la que la fuerza es atractiva

La mayor crítica que haría es que es una teoría para escalas subatómicas y sin embargo es una teoría clásica (determinista). Por la observación sabemos que a esas escalas la teoría debe ser cuántica.
Por lo que sé, las desigualdades de Bell ya pusieron de manifiesto que no puede haber una teoría de variables ocultas que prediga cosas como las observadas y descritas por la mecánica cuántica. Bueno, todavía no están descartadas las teorías no locales o no separables, que permiten la propagación de señales superlumínicas o instantáneas (lo que violaría el principio de causalidad)

http://francis.naukas.com/2012/11/06/un ... eparables/

El el número de investigación y ciencia de este mes se habla de la investigación de teorías más allá de la teoría cúantica, pero en ningún caso son teorías clásicas (las llaman teorías supracuánticas)

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