5.- Movimiento y propagación de la luz.

Decimos que la luz se propaga en línea recta y que el movimiento de los cuerpos es continuo, pero es imposible ver un fotón y cómo se mueven las partículas. Según la interpretación cuántica, un fotón que se propaga o una partícula que se mueve es equivalente a una onda que se expande, pero una onda de probabilidad que misteriosamente se colapsa sobre un objetivo localizado.

¿Cómo se podría colapsar una onda deslocalizada si no es porque hay otras ondas deslocalizadas que la interfieren? Y si la interacción es onda-onda, ¿no debe estar deslocalizada la realidad completa? ¿Qué es lo que debemos cambiar en la forma de pensar para comprender cómo trabajan las partículas?

De ser correcto lo que se ha planteado sobre los campos estacionarios, la expansión de un campo debe ser una propagación estacionaria, ya que por encima del radio mínimo existen cruces de ondas generadoras. Al contrario, cuando un campo reduce su radio interno, solo las ondas de absorción estarán presentes por debajo del radio mínimo, y el campo no se compactará como una propagación estacionaria sino con la velocidad de las ondas generadoras.

Yo mismo diseñé un programa para experimentar con superposición de ondas de diferentes frecuencias y velocidades de propagación. El siguiente ejemplo se corresponde con frecuencias diferentes y velocidades iguales, donde se observan pulsaciones o batidos que son característicos cuando las frecuencias son bastante parecidas.

Eso es más o menos lo que se podría esperar en cualquier dirección radial de un campo estacionario, dependiendo de las frecuencias de absorción y emisión. El punto X que se ha marcado es de amplitud nula y su propagación se puede obtener haciendo igual a cero la suma de amplitudes de las ondas generadoras.

Si la velocidad V de las ondas generadoras es constante, se deduce que un punto X de amplitud nula se propaga con velocidad proporcional a la diferencia de frecuencias e inversamente proporcional a la suma. El resultado es positivo si la frecuencia de la onda 1 es mayor, lo que significa que la propagación estacionaria tendrá el mismo sentido que la onda de mayor frecuencia. La relación entre diferencia y suma de frecuencias es cero cuando son iguales, y su valor máximo tiende a uno a medida que aumenta la frecuencia de la onda 1, lo que significa que la propagación estacionaria está limitada por la velocidad de las ondas generadoras, a la que solo llegaría si la frecuencia de la onda 1 se hiciera infinito.

Parece lógico que las frecuencias de las ondas generadoras no son algo que podamos medir, ya que ni siquiera se puede asegurar que las partículas sean realmente como los campos estacionarios que estamos considerando. Si esas frecuencias tuvieran valores muy, muy grandes, muchísimo más que las de cualquier onda conocida, y la diferencia fuera muy pequeña comparada con cualquiera de las dos, entonces la suma de frecuencias podría considerarse constante, lo mismo que la velocidad V de propagación. Siendo así, la propagación estacionaria sería proporcional a la diferencia de frecuencias, y la velocidad estacionaria sería muchísimo menor que la velocidad V de las ondas generadoras.

Siguiendo con el razonamiento, si las partículas (incluyendo a los fotones) son lo que oscila de forma estacionaria, sería evidente que algo mucho más rápido que la luz estaría recorriendo sus campos, es decir, sus ondas generadoras, y de ser correcto habría que pensar en ondas generadoras tan rápidas como lo que pudo expandirse en el Big-Bang, si es que existió.

Vale la pena dejar constancia de una posibilidad extraña y quizás menos probable. Si observamos la figura anterior con frecuencias casi iguales, los trenes de impulsos o “batidos” corren en el mismo sentido que la onda de mayor frecuencia, pero lo hacen con una velocidad increíble comparado con las ondas generadoras, hasta el punto de acercarse a infinito si la diferencia de frecuencias tiende a cero. Esos extraños batidos, ¿transportarían información reconocible para las partículas, como pudiera ser el espín o la dirección en que se polariza un fotón?

De algún modo, dos partículas entrelazadas tienen que ser dos partículas en “sintonía” con la misma frecuencia, de forma que la más ligera perturbación de la frecuencia bastaría para propagar esos batidos con velocidad casi infinita. Cuanto menor sea la diferencia de frecuencias, más largo es el tren de impulsos de cada batido y más parecido es a una onda estacionaria pura. Ciertamente, cada tren de impulsos experimenta periódicamente una reducción y anulación que corre con una cierta velocidad, y cuando el tren se hace infinitamente largo, entonces el batido que lo reduce y anula lo recorre con velocidad infinita, coincidiendo con una onda estacionaria pura.

Si a eso le añadimos que las ondas de un campo reaccionan “de verdad”, entonces no parece imposible que dos partículas establezcan vínculos “instantáneos”. En la siguiente figura se muestra el caso de frecuencias casi iguales, donde vemos que un gran número de semiciclos experimentan una reducción casi simultánea, más rápida cuanto mayor sea el número de semiciclos que forman el tren de impulsos.

Es posible que ninguna de las opciones sea la correcta, pero de momento son tres las alternativas que podrían competir para explicar la no localidad que demuestran las partículas, y que se resumen en los tres párrafos siguientes.

La primera es que los campos de las partículas todavía son recorridos por algo mucho más rápido que la luz, aunque su propagación estacionaria no pueda superar esa velocidad. Cuando se habla de velocidad de propagación de un campo se entiende que es propagación radial, pero no se debe confundir con su proyección real en cuanto a desplazamiento en el espacio, ya que una onda esférica se podría expandir en torno a un punto que estuviera fijo en el espacio. Los desplazamientos reales estarían provocados por las reacciones entre ondas, y eso significa que hay a la vez propagación radial y desplazamiento, algo así como las dos proyecciones de una magnitud compleja que sigue la deformación del campo, una imaginaria o radial pura, y otra real como desplazamiento en el espacio. Por lo tanto, la velocidad real de la luz tendría su equivalente imaginaria mucho mayor, ya que la proyección real solo podría estar causada por un arrastre casi imperceptible entre las ondas que se cruzan.

La segunda alternativa es que no se necesita algo más rápido que la luz, entendiendo que si las ondas reaccionan, aunque solo sea muy ligeramente, es posible que dos partículas en sintonía se comuniquen con velocidad casi infinita. Esta posibilidad parece atractiva, pero no es convincente que se pueda transmitir información más rápido de lo que puede viajar el mensajero, es más bien un truco que no funcionaría, a menos que los campos de las partículas escondan algo fundamental que no llegamos a entender.

La tercera alternativa también se propuso tiempo atrás, basada en la realidad no local. Si todo lo significativo sucede en la superposición de campos, pero lo que medimos no es más que una proyección local, es como si recibiéramos las cosas con retraso pero no pudiéramos darnos cuenta de ello. Al observar dos partículas a distancia y en el mismo instante, ambas instantáneas habrían sido capturadas un poco antes y cada una reflejaría una cosa que parece diferente pero serían como las dos caras de la misma moneda. Algo similar parece ocurrir con cada decisión que tomamos, pues parece haberse demostrado que un poco antes de la decisión consciente ya existen síntomas, como la actividad neuronal, de que la decisión ya estaba tomada. Otro caso significativo es la observación de imágenes aleatorias que pueden responder a dos tipos de patrones diferentes: Cuando el número de intentos es lo bastante grande, la desviación estadística tiende a decantarse por el acierto de forma leve, pero estadísticamente significativa según los expertos.

Haciendo caso a la mecánica cuántica, la propagación de un fotón o el movimiento de una partícula se pueden comparar con la expansión de una onda, o de un campo estacionario como aquí lo entendemos. Ya se ha visto que si un campo se expande lo hace como una propagación estacionaria, supuestamente más lento que las ondas generadoras del campo. Cuando el fotón o la partícula sean absorbidos, la compactación de su campo debería ocurrir con la velocidad de las ondas generadoras, supuestamente tan rápido como un colapso casi inmediato.

Un colapso sería entonces como una proyección local del campo que podría ir dirigida hacia muchas posiciones posibles, como en un estado de indeterminación en el que cada una de las posiciones tendría una determinada probabilidad. Cada proyección local es una reconstrucción del campo y no algo con masa que se desplace entre posición y posición. Cuanto mayor sea la distancia entre dos proyecciones consecutivas, mayor será la separación entre las ondas de las dos proyecciones, causando interferencias pero no reaccionando entre sí, pues ya sabemos que lo importante son las superposiciones de ondas completas y no las interferencias.

Vamos a suponer que una partícula está condicionada por la superposición con otros campos, dando lugar a un solo campo resultante cuyo centro define un centro de masas C. Si la velocidad de la partícula es pequeña como en el caso de la izquierda en la figura, las ondas de la corriente de expansión serán arrastradas por las ondas convergentes, con las que se cruzan y reaccionan. Sucederá lo mismo con las ondas convergentes, siendo arrastradas por las ondas de expansión hacia el centro de la partícula P. El campo se deformará y las corrientes de ondas seguirán dicha deformación, de P a C las que se expanden (flecha negra) y de C a P las que convergen (flecha roja). Las dos corrientes no pueden cruzarse frontalmente porque desaparecería el arrastre, desviándose y arrastrándose de nuevo, ¡siempre habrá una desviación!

Veremos que la velocidad del campo (completo) hacia el centro de masas dependerá de las frecuencias de las dos corrientes de ondas: Siendo mayor la frecuencia de las ondas de expansión, el radio mínimo del campo aumentará, se expandirá y seguirá la deformación hacia el centro de masas. Pero al expandirse se reducirá la densidad y la corriente convergente reconstruirá el núcleo denso de la partícula un poco más cerca de C, ya que llega desviada porque tiende a fluir hacia C.

En consecuencia, el campo entero se propaga hacia el centro de masas con velocidad creciente, ya que la superposición alcanzará radios cada vez menores y aumentará la densidad y las reacciones. Hay una realimentación que acelera el campo porque también aumentará la diferencia de frecuencias, volviendo a incrementar la velocidad, disminuyendo el radio de superposición e incrementando las reacciones…

Puesto que hay aceleración se deduce que el campo estacionario tiene su propia inercia y su propia masa, amplificándose ambas propiedades con la disminución del radio del campo por el aumento de la densidad, hasta generar una especie de masa puntual que identificaríamos como un corpúsculo con las propiedades de la materia según la mecánica clásica.

Si un campo tiene inercia, esa misma inercia afectará a la diferencia de frecuencias, ofreciendo una resistencia a su expansión y, en consecuencia, a la variación de su estado de reposo o de movimiento. Como es lógico, tal resistencia dependerá del caudal de su corriente de ondas, es decir, el caudal es la causa de la masa física que reconocemos y medimos.

Cuanto mayor sea la velocidad V del campo (completo), cada onda de expansión se producirá más cerca de la anterior, de forma similar a lo que sucede con el efecto Doppler. Eso significa que debe existir una velocidad límite a la que todos los centros de onda del campo estarán superpuestos, tal como vemos en el lado derecho de la figura anterior.

En esas circunstancias ya no puede haber una corriente convergente que intenta fluir hacia C porque no hay ondas de expansión que las arrastren hacia P, ya que todas las ondas de expansión llegarán a C a la vez. El campo de P podrá tener sus propias corrientes de ondas generadoras pero estará “desconectado” del campo central que se localiza en C. La partícula pierde el arrastre y su velocidad se mantiene por inercia.

¡Ahí puede estar la diferencia entre un fotón y una partícula con masa! La partícula no puede alcanzar la velocidad de la luz porque su centro se reconstruye continuamente en posiciones intermedias del recorrido, siempre habrá posiciones localizadas desde las cuales hay reacción entre las dos corrientes opuestas, generando esa propiedad de la materia que llamamos “masa”. Al contrario, un fotón solo se expande, sin reacciones entre dos corrientes opuestas  que se encuentren desviadas, y por lo tanto sin masa.

Si nos fijamos en los dos casos de la figura anterior, la línea de puntos del caso derecho es paralela al eje del radio, lo que significa que lo cortaría en el infinito, es decir, con un radio infinito de superposición y una corriente de ondas infinitamente larga. Tal como se ha justificado, las propiedades mecánicas de la materia son propiedades heredadas de los campos estacionarios, por lo que una corriente de ondas infinitamente larga que se desplaza con velocidad V hacia el centro de masa, tendrá una cantidad de movimiento infinita.

Para acelerar una partícula hasta la velocidad de la luz sería necesario invertir tanta energía como la que pueda contener esa corriente infinitamente larga, hace falta una energía infinita para convertir a una partícula en un rayo de luz infinitamente poderoso, porque toda la energía aplicada no haría otra cosa que alargar la corriente de ondas del campo, aumentando su masa indefinidamente, pero con una velocidad V que aumentará cada vez más despacio hasta llegar a un límite insuperable. En ese límite, el campo de la partícula queda desconectado del centro de masa y desaparece el arrastre mutuo, dependiendo solamente de su propia inercia.

En cambio, un fotón ya nace como un campo “desconectado”, puesto que será el resultado de una superposición de patrones de oscilación que se descompone en dos, siendo el fotón como un residuo que se libera, llevándose energía y quedando un campo resultante con menor energía, parcialmente cancelado, menos reactivo y más estable en consecuencia. El fotón y el campo resultante no serán compatibles porque su división conduce a un estado más estable y eso justifica que el fotón ya nace “desconectado”. Todo lo que puede hacer el fotón es expandirse hasta llegar a un radio de superposición con el que encuentra un vínculo con otro campo, pero no se convierte en un rayo de luz infinitamente poderoso porque solo puede llevarse la energía que se cancela en el campo resultante. Al contrario, una partícula acelerada se lleva toda la energía que se invierte en aumentar su velocidad.

Estrictamente, un fotón emitido debería expandirse sobre el campo que lo soporta, con un desplazamiento que dependerá de la deformación de dicho campo. Por otra parte, al haber justificado que los campos tienen inercia, la emisión de fotones estará condicionada fundamentalmente por la inercia, y mucho menos por la deformación del campo portador. Por ejemplo, al encender una linterna, los fotones serán emitidos según la orientación de la linterna, pero el campo estacionario de la Tierra, deformado por la presencia del Sol, actuará como un atractor que curva la dirección de desplazamiento de los fotones. Eso es equivalente a la curvatura del espacio-tiempo de la relatividad general pero, fundamentalmente, es un medio de propagación de la luz.

Según el párrafo anterior, la deformación del campo resultante de un sistema de muchas partículas no marca un camino estricto sino una tendencia. Si fuera un camino estricto y sabiendo que el campo terrestre estará deformado hacia el Sol, tendríamos que mirar hacia el Sol para recibir la luz de las estrellas que observamos por la noche, no veríamos ninguna estrella en la oscuridad si la luz que emiten nos llegara por la otra cara de la Tierra.

Hay que hacer una última consideración sobre el tiempo y el espacio cuando la luz se propaga sobre un campo que está tensado por todo tipo de interacciones. El recorrido de un fotón se reducirá en la dirección en la que esté más tensado el campo que lo soporta, y será menor el tiempo que necesita para propagarse en esa dirección. Esto se explica porque una tensión mayor debe ser a costa de disminuir los radios de superposición, y es en esa propagación radial donde realmente se movería un fotón. Es un radio de superposición lo que debe alcanzar para llegar al final de su trayecto, y no una posición localizada con distancia absoluta, pero como el radio de superposición depende de la gravedad y otras interacciones, entonces el tiempo y el espacio aparentes tienen que ser relativos.

Otra consideración muy importante está relacionada con la curvatura de la luz en presencia de gravedad. Según la relatividad general es justo el doble de lo que se curvaría la trayectoria de una partícula, y eso es precisamente lo que cabría esperar si los fotones no se proyectan localmente sobre posiciones intermedias de un recorrido, tal como sucedería con otras partículas. Si el campo de un fotón solo se expande hasta colapsar directamente sobre su destino final, entonces carece de realimentación desde posiciones locales, como una sola corriente que se expande sin la corriente opuesta que intenta mantener una posición. La resistencia que ofrecería un fotón a modificar su trayecto debería ser entonces la mitad.

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