El Universo hubiera podido ser un desierto de partículas baldías, pero no lo ha sido. La materia es la fuente de la luz, del calor y la energía, es lo que da forma y propiedades a las cosas, ya estaba cuando la vida no existía y es la causa más primitiva de su evolución, está en el tejido neuronal que nos da la razón y nos hace conscientes de la realidad… ¡La materia lo es todo!

viernes, 17 de enero de 2014

4.- Masa y energía.

La masa y su equivalente como energía es la magnitud más difícil de reconocer en el contexto de los campos estacionarios. Parece que guarda relación con el caudal de los campos porque sus reacciones dependerán de ello, y es evidente que son reacciones lo que medimos para determinar la masa de los cuerpos y partículas.
La masa podría ser una magnitud inapropiada fuera de la mecánica clásica, porque todos los principios conocidos tienen su origen desde una interpretación corpuscular de la materia. Es posible que los campos estacionarios necesiten una nueva física, con magnitudes diferentes a las que sirvieron para interpretar unas circunstancias del pasado.
La primera intuición parece apuntar a que la masa es algo real, ya que la percibimos con los sentidos. Pero no puede ser así en su interpretación como magnitud compleja, porque si un campo se encuentra en reposo no tendrá componente real. Sin movimiento no hay parte real y la masa en reposo estará relacionada con la componente imaginaria. Eso que parece justificar una invisibilidad de la masa puede ser la opción correcta, ya que es por medio de reacciones por lo que sentimos su presencia. La tocamos porque hay reacciones, y la vemos porque hay fotones que han reaccionado previamente con ella.
Hablar de masa en reposo sería como hablar del caudal constante de un campo sin componente real, porque vibra en todas las direcciones radiales del espacio, y con la velocidad límite de propagación de la luz. Toda acción que se aplique sobre un campo en reposo, en cualquier dirección real del espacio, será perpendicular a su corriente, porque como se ha dicho, es la parte imaginaria del campo. La reacción de la corriente será entonces en la misma dirección real y con sentido opuesto a la acción aplicada, dando lugar a una resultante real que sí podemos detectar o sentir.
Cuando se trata de tiempos, el movimiento implica incrementar el que se invierte en movimiento (Tm) y reducir el relativo (Tr), manteniendo invariable el intervalo de tiempo verdadero (T) que se haya considerado como referencia. Cuando se trata de velocidades, el movimiento implica incrementar la velocidad con la que se desplaza el campo (v) y reducir la velocidad imaginaria (Vr), manteniendo invariable la velocidad verdadera (c) que es la velocidad de la luz. En general, el movimiento siempre equivale a un aumento de la relación entre la parte real y la parte imaginaria pero… ¿Qué sucede con la masa?

Resulta que ahora la masa en reposo (m0) sería la parte imaginaria, pero a diferencia de lo que sucedía con tiempos y velocidades, no es la masa verdadera (m) lo que se mantendrá invariable sino la masa en reposo (m0). Como se dijo en el párrafo anterior, el movimiento aumentará la “relación” entre la parte real e imaginaria, pero eso también ocurrirá con la masa aunque se mantenga constante la parte imaginaria, siempre y cuando aumente la masa verdadera.
El movimiento hace que aumente la masa verdadera (m) a costa de la energía empleada en acelerarlo, por lo que la masa mm también aumenta. Puede parecer extraño que la masa de un cuerpo solo aumente en la dirección en que se mueve, pero no lo es si entendemos que el movimiento exige mayor “caudal” del campo en esa dirección, incrementando las reacciones solamente en esa dirección. La ecuación (4) relaciona entonces a la masa verdadera con la masa en reposo, de la misma forma que se relaciona el tiempo verdadero y el tiempo relativo según la ecuación (3), que ya se conocía.
Como se ha dicho, el movimiento justifica un caudal que aumenta su proyección real, pero si un campo tiene una masa primitiva o acumulada que no deja de crecer con el radio, entonces el caudal o masa derivada puede hacerse infinito como proyección real, cuando el desplazamiento consume todo el movimiento acumulado por el campo, y si es constante también habrá una velocidad límite y constante que no se puede rebasar. Esto parece significar que la masa incrementada no procede de una fuente de energía externa sino del propio campo acelerado por dicha energía, pero es equivalente si tenemos en cuenta que se trata de un intercambio de movimiento, y que la cantidad intercambiada tiene que aumentar la proyección real del campo y reducirla en la causa que lo acelera.
La animación muestra un campo que se desplaza hacia la izquierda y estará tensado en la misma dirección y sentido que su desplazamiento, porque ya sabemos que la causa estará en la superposición con otros campos. La propagación de las deformaciones viene desde una superficie de enlace y se proyecta sobre una posición localizada. El recorrido entre dos posiciones consecutivas, dividido por el tiempo invertido, tiene que coincidir con la velocidad de la luz, pero como las posiciones permanecen más tiempo si es baja la frecuencia de las deformaciones que se propagan, la velocidad medible tiene que ser un promedio y su valor (v) será menor que la velocidad de la luz. La línea quebrada y gruesa de color azul es una forma de representar la propagación de las deformaciones, es decir, los incrementos de posición. La línea roja representa la corriente opuesta, en expansión, y arrastrada por la corriente convergente (azul).
Es evidente que la corriente de expansión (roja) intentará retener a la corriente convergente, por lo que su masa primitiva no se desplazaría por sí sola en el sentido del movimiento. Esto significa que la energía cinética, en el sentido de avance a la izquierda, se debe a la masa primitiva de una sola de las corrientes que se propagan, la convergente, ya que la otra es arrastrada y no transmite impulso. La masa en expansión se limita a seguir la deformación del campo sin desplazamiento lateral, y solo se desplaza porque es arrastrada por la corriente opuesta. Puede ser más fácil de reconocer si tenemos en cuenta que la corriente de expansión es la misma que antes era convergente, de forma que su energía cinética no puede sumarse de nuevo como corriente de expansión.

En realidad eso no es importante si tenemos en cuenta que la masa es una magnitud relativa. No importa si consideramos una sola corriente o las dos cuando respetamos el mismo criterio para la masa que vamos a medir y para el patrón de medida. Tampoco importa cómo de larga sea la corriente que se desplaza lateralmente, ya que será igual de larga la corriente del campo que recibe su impacto. De nuevo se trata de una magnitud relativa que sigue siendo el mismo número de veces mayor o menor que un patrón de referencia.
Si descomponemos el campo en sus corrientes opuestas, es evidente que siguen la deformación del campo pero se compensan, quedando solamente una resultante de movimiento con velocidad v. Sin embargo, la compensación no significa que la energía no esté almacenada, ya que las proyecciones en la dirección de la deformación del campo correrán con la velocidad de la luz. Si el campo se convirtiera en radiación pura, toda la corriente de expansión sería portadora de una energía cinética con la velocidad de la luz, un fotón que sería emitido hacia la izquierda. Pero inmediatamente después rebotaría la corriente convergente, expandiéndose hacia la derecha por la falta de reacciones con una corriente de expansión (el fotón que se ha ido). Eso es lo que sucede cuando se desintegran algunas partículas, que dos fotones nacen y son emitidos en sentidos opuestos.

Naturalmente, si la referencia de masa es la de una sola corriente, pero se rompe su vínculo y viajan por separado a la velocidad de la luz, ¿cuál podría ser su energía si no es la suma de sus energías cinéticas como se acaba de indicar? Parece tan evidente la equivalencia entre masa y energía que nos negaríamos a creerlo, empeñados en que la respuesta solo vendrá de la mano de físicos y matemáticos de primera línea. ¡Quién sabe!, a veces la verdad es tan sencilla como una Tierra que ni es plana ni es el centro del Universo.



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