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Monografias | Respondiendo a la interrogante ¿cuál es la causa del comportamiento relativista del tiempo?Respondiendo a la interrogante ¿cuál es la causa del comportamiento relativista del tiempo?Resumen: Esta nueva hipótesis pretende demostrar que las debilidades de la teoría de la relatividad no resueltas hasta hoy se debe a que es incorrecto otorgarle a la invariante relativista clásica "espacio-tiempo" el papel de eslabón primario en la secuencia causa-efecto que rige el comportamiento de los cuerpos en movimiento. Introducción: Desde
que la Teoría de la Relatividad irrumpió de manera triunfante en el escenario
científico, hace ya casi un siglo, introduciendo su revolucionario postulado
acerca de la relatividad del tiempo,
los físicos han estado tratando de encontrar, sin resultado satisfactorio hasta
hoy, una respuesta convincente a la interrogante que da título a esta exposición,
o sea, descubrir ¿por qué es que esta magnitud modifica su ritmo al pasar de
uno a otro sistema de referencia?, ya que tal respuesta deberá constituir un
importante paso de avance en la profundización del conocimiento del contenido y
orden de la secuencia causa-efecto que rige para el comportamiento de los
cuerpos en movimiento y sus magnitudes físicas asociadas. Por otro lado,
tenemos que esta teoría, a pesar de constituir, junto con la Cuántica, la base
de toda la Física moderna, aún contiene
importantes contradicciones e incompatibilidades teóricas con otros contenidos fundamentales de esta ciencia,
las cuales no han podido ser resueltas de manera convincente hasta nuestros días,
por ejemplo: no se ha logrado describir la
Ley de Conservación de la Energía partiendo del criterio relativista clásico
de que "la energía del campo gravitacional se manifiesta a través de
la curvatura del espacio-tiempo", no se ha logrado detectar
las llamadas "ondas de tiempo" cuya existencia se deduce también del
concepto relativista clásico "campo gravitacional como la curvatura del
espacio-tiempo”, la Física Cuántica no ha podido lograr
un enunciado de Campo Gravitatorio partiendo del concepto relativista clásico
del “espacio-tiempo”. Y subrayamos la magnitud tiempo
porque ha resultado ser el obstáculo teórico fundamental, pues ha sido
precisamente esta magnitud física la que no se ha logrado asociar con claridad
a tales leyes y conceptos. Con relación a esto, la opinión mas generalizada de
los eruditos que se dedican a este tema es que “lo más probable debe ser que falte algún eslabón básico en la
estructura conceptual de esta teoría, y que precisamente es el que se necesita
conocer para darle solución a estas contradicciones”. ¡¿Quizás
la causa de la relatividad del tiempo
constituya este eslabón?! También
resulta muy llamativo lo siguiente: La Teoría de la Relatividad se concibió y
desarrolló todo su contenido fundamental basada en el concepto clásico sobre
la naturaleza existencial del tiempo,
que decía: “el tiempo es una magnitud
con existencia AUTONOMA, o sea, NO depende de otras para existir”, y al
unir este concepto con el del su “comportamiento
relativista”, el resultado
final no podía ser otro que el de “otorgarle
al tiempo un protagonismo tal que pasaba a constituir la CAUSA del
comportamiento de los cuerpos en movimiento y la variación relativista de la
masa gravitatoria de estos”. Pero,
por otro lado sabemos que actualmente este concepto clásico sobre la naturaleza
existencial del tiempo ya NO FUNCIONA en la Física, pues ha sido convincentemente superado
por uno que es, en su esencia, diametralmente
opuesto, al enunciar: “el tiempo
DEBE su existencia a los eventos físicos reales que provocan los *cuerpos
(masas gravitatorias y cargas eléctricas) en movimiento, o sea, el tiempo
ajeno a los cuerpos NO EXISTE”, el cual induce a pensar que “si
los cuerpos son los causantes de la existencia del tiempo, también
pudieran ser los responsables de su comportamiento”.
Desde luego, si se logra demostrar que esta última idea subrayada es
correcta, ¡significaría un cambio en el orden de la secuencia causa-efecto que
rige actualmente en esta teoría, y, por supuesto, deberá tener implicaciones
en el contenido de ella!. Otro
argumento muy significativo para ilustrar la deficiente coherencia entre
"el protagonismo del tiempo en el comportamiento de los cuerpos en
movimiento" que impone la teoría de la relatividad Clásica, y el
concepto aceptado actualmente sobre "la
dependencia existencial que el tiempo tiene de los cuerpos", es el
hecho comprobado, en los experimentos con relojes atómicos sometidos a
diferentes Potenciales Gravitacionales (P.G.), de la
dependencia que el ritmo del tiempo tiene del P.G. pues si sabemos muy bien
que las masas gravitatorias son las causantes de la existencia real del P.G.
entonces resulta mas que evidente que ¡
las masas gravitatorias modifican
el ritmo del tiempo !,
lo que, por supuesto, está en
contradicción con lo postulado por la teoría relativista que conocemos. Pues
bien, el objetivo esencial de esta exposición es intentar demostrar que,
partiendo del concepto actual sobre la naturaleza existencial del
tiempo y de la búsqueda de su correcta coherencia con los contenidos básicos
de la Teoría de la Relatividad, se
deduce un nuevo postulado que ¡constituye precisamente la respuesta a la
interrogante que da título a esta exposición, así como la solución a las
“debilidades” de esta teoría!. Por
demás, les adelantamos desde ahora que para
defender este nuevo postulado no es necesario ampararse en conceptos
especulativos ó arbitrarios, pues la tarea se cumple perfectamente haciendo
alusión solo a leyes y conceptos que son
contenidos reconocidos de la Física, lo que en este caso, ubicando a cada uno
de estos en el justo lugar que le corresponde en el orden de la secuencia
causa-efecto que realmente rige para el comportamiento de los cuerpos y sus
eventos. En
esta exposición nos referiremos a los antecedentes argumentales que, en
principio, permiten deducir el nuevo postulado que proponemos, y la presentación
del mismo; así como la forma en que compatibiliza este nuevo postulado con el
contenido básico de la Teoría de la Relatividad, y los beneficios que para
esta teoría y el resto de la Física
resultan de este; también expondremos los argumentos convincentes, tanto teóricos
como experimentales, que respaldan la defensa de este nuevo postulado,
demostraremos que los hechos que hasta hoy solo se les atribuye su causa a la
relatividad del tiempo, ¡ tienen,
acorde al estado actual de la Física, una explicación causal más coherente a
través de este! . Antecedentes y presentación
del nuevo postulado que proponemos para explicar el comportamiento relativista
del tiempo. Como bien se
conoce, la Teoría de la Relatividad Clásica nos presenta la relación
causa-efecto entre las magnitudes físicas tiempo,
velocidad, y masa gravitatoria de
manera tal que “la relatividad del
tiempo constituye la causa primaria del comportamiento relativista de las otras
dos magnitudes”; si bien esta relación resulta coherente con el concepto
sobre la naturaleza existencial del tiempo que imperaba en la época en que se
creó esta teoría, y que decía “el
tiempo es una magnitud con existencia completamente AUTONOMA”, no
resulta así cuando se compara con el concepto aceptado actualmente, pues,
¿cómo entender que, si los cuerpos (masas
gravitatorias y cargas eléctricas)
son los responsables de la existencia del tiempo,
entonces los valores que toman las masas
gravitatorias de estos y la velocidad de
los eventos en que participan en cada sistema de referencia aparezcan
SUBORDINADOS al comportamiento del tiempo como
tal?. Pues bien, el contenido de nuestra exposición comienza por presentar una
nueva propuesta que, en aras de buscar la imprescindible coherencia entre los
conceptos relativistas y el
concepto actual sobre la naturaleza existencial del tiempo,
consiste en invertir el orden clásico de esta secuencia de manera tal
que ahora la masa gravitatoria ocupe
el lugar protagónico, lo cual, al
menos en principio, resulta coherente con el concepto actual sobre la naturaleza
existencial del tiempo, y estudiar
inmediatamente si tal propuesta tiene posibilidades de “prosperar” dentro
del contexto de los contenidos conceptuales básicos que rigen a la Física
moderna y los resultados obtenidos por los experimentos y experiencias
relativistas que conocemos. Por supuesto, este
estudio debe comenzar por intentar explicar, a través de la relatividad de la masa gravitatoria, la variación relativista que sufren la velocidad
de los eventos y el tiempo en cada
sistema inercial de referencia. Comencemos por el
primero: Esta explicación se logra utilizando ¡la misma herramienta teórica!
con la que los físicos de comienzo del siglo XX lograron demostrar
definitivamente el comportamiento relativista de la masa
gravitatoria, esta es la Ley de
Conservación del Impulso ó Cantidad de Movimiento, lo que, a diferencia
del enfoque clásico en el que se deduce la variación relativista de la masa gravitatoria como
consecuencia de que “si disminuye la velocidad
del evento en un determinado sistema de referencia inercial, entonces, para
que se conserve el Impulso, debe variar de manera inversamente proporcional la masa
gravitatoria de los cuerpos”, en nuestro enfoque, partimos de considerar
la variación relativista de la masa
gravitatoria como hecho primario, y, por lo tanto, es evidente que, siendo
consecuentes con esta ley, “si la masa
gravitatoria de los cuerpos que conforman un evento determinado varia,
entonces de manera inversamente proporcional debe variar también la velocidad
del evento como tal”. Con respecto a la
variación relativista del tiempo, la
explicación preliminar se logra simplemente siendo verdaderamente consecuentes
con el concepto actual sobre la naturaleza existencial del tiempo,
pues si en realidad los cuerpos y sus eventos son los responsables de la
existencia de esta magnitud física, o sea, que "su existencia está
subordinada a estos", entonces resulta perfectamente coherente la hipótesis
de que "también se subordina su ritmo". Por lo tanto,
estamos en condiciones ya de enunciar el nuevo postulado, que constituye
precisamente la respuesta a la interrogante que da título a esta exposición.
El nuevo postulado es el siguiente: La variación relativista
de la masa gravitatoria constituye la causa primaria (eslabón
inicial en la secuencia causa-efecto) que origina la variación relativista de
la velocidad de los eventos y del tiempo
en cada sistema de referencia. De ser correcto
este nuevo postulado que proponemos, estaríamos logrando: 1ro.
La correcta compatibilidad entre el concepto moderno sobre "la naturaleza
existencial del tiempo" y
"el comportamiento relativista de las magnitudes masa gravitatoria, tiempo y velocidad
de los eventos". 2do.
La tan afanosamente buscada "causa de la relatividad del tiempo". Desde luego, lo expuesto hasta aquí no
resulta para nada suficiente en proponer que se acepte como correcto este nuevo
postulado, se necesita demostrar su coherencia con otros contenidos básicos de
la Física y las experiencia relativistas que conocemos; hacia ese objetivo nos
adentramos a continuación. Compatibilidad del nuevo
postulado con la Teoría de la Relatividad. Implicaciones para esta teoría y
otros contenidos básicos de la Física: Comencemos
por intentar reflejar de manera explícita en las ecuaciones cinemáticas
relativistas (transformaciones de Lorentz) la incidencia protagónica en cada
una de estas de la magnitud masa
gravitatoria: ·
Refirámonos
primeramente a la Ecuación de Suma de Velocidades. Esta tarea se cumple
simplemente ejecutando la deducción inversa a la utilizada en la teoría clásica,
es decir, si partimos de la Mecánica Relativista, en la cual está contenida la
ecuación relativista de la masa
gravitatoria, al llevar estos
efectos a la Cinemática, se deduce irremediablemente la ecuación de Suma de
Velocidades de Lorentz, tal y como la conocemos ·
Continuemos
ahora con la ecuación cinemática relativista referida al tiempo, procedamos: La
ecuación cinemática relativista clásica
referida al tiempo expresa: (1)
t= to x ( 1- B2 )1/2
done B es el conocido Coeficiente Relativista.
Pero
también sabemos, por la Mecánica Relativista, que:
m = mo / ( 1- B2)1/2
(2)
( 1- B2)1/2 = mo/m Por
lo tanto: si sustituimos (2) en (1):
t=
to x mo/m de
esta manera estamos exponiendo matemáticamente la transformación relativista
del tiempo al pasar de uno a otro sistema
inercial de referencia en función de la variación relativista de las masa
gravitatorias presentes en estos. Ahora,
toca darle una descripción a la ecuación anterior, en cuanto al significado físico
que tiene. Esta es la siguiente: “A
cada sistema de referencia le corresponde un tiempo
propio que se transforma acorde a la variación relativista de las masas
gravitatorias que conforman cada uno de ellos”. Una
vez que hemos llegado hasta aquí, toca entonces referirnos ahora, partiendo del
nuevo postulado que estamos defendiendo, al concepto a través del que debemos
describir “la trayectoria de una partícula
en movimiento”, o sea, el concepto de “punto
mundial”, pero en función
ahora del protagonismo de la masa
gravitatoria. Para ello, recordemos primeramente que, la
Teoría de la Relatividad Clásica describe la trayectoria de una partícula en
movimiento a través de la Geometría No Euclidiana, utilizando el espacio de 4
Dimensiones, y que, partiendo de considerar al tiempo como la magnitud física
protagónica, deriva al final en el conocido concepto de “espacio-tiempo”.
Ahora
bien, si centramos nuestra atención en los siguientes hechos: 1ro.
Por el concepto actual sobre la naturaleza existencial del tiempo, sabemos que la presencia de esta magnitud en cada punto
mundial SOLO es posible si en él
existe un contenido físico (masas
gravitatorias y cargas eléctricas)
REAL 2do.
En el nuevo postulado que hemos propuesto se enuncia que “el comportamiento
relativista de la masa gravitatoria es
la causa primaria del comportamiento relativista del tiempo”, en otras palabras "cada punto mundial tiene asociado
un tiempo propio SOLO GRACIAS a que tiene asociada una masa gravitatoria propia". Entonces,
es evidente que: la verdadera esencia
física de la 4ta dimensión del espacio relativista NO es el tiempo,
sino que es la masa gravitatoria. Por
lo tanto, la invariante relativista clásica de "espacio-tiempo",
si bien a través de esta se puede describir eficientemente la Cinemática (coordenada, tiempo, y velocidad) de los eventos físicos, resulta INSUFICIENTE
cuando se necesita estudiar otros aspectos que se salen del marco de la Cinemática,
ya que para ello se hace imprescindible referirse a la esencia física de esa 4ta
dimensión, y el tiempo no la es. Esta es la razón de por qué durante tantos años
de esfuerzos, los físicos teóricos no han podido lograr un vinculo directo y
convincente del tiempo con algunos
conceptos básicos que, como todos sabemos, resultan imprescindibles para el
acabado formal de la Teoría de la Relatividad. Ahora,
resulta saludable hacer un paréntesis para ocuparnos de aclarar una duda que
puede surgir referente a: "si los cuerpos son entonces los verdaderos
protagonistas de los efectos relativistas, ¿por qué, si la carga eléctrica es
el otro contenido real de estos, no parece intervenir en la variación
relativista del tiempo, como si lo hace la masa gravitatoria?, la respuesta la
tiene la propia Electrodinámica Relativista que conocemos, cuando plantea que,
“en el caso de una partícula cargada en movimiento, el efecto de su velocidad
de desplazamiento si se manifiesta en la carga eléctrica, lo que tal efecto le
llega a un observador en reposo de manera "indirecta" por medio de la
variación que este nota de la magnitud del campo magnético estacionario que lo
rodea a él y a la partícula, a causa de la inducción que provoca en este
campo la velocidad de la carga eléctrica que se desplaza”; o sea, que “la
carga eléctrica de una partícula en movimiento es constante en cualquier
sistema de referencia inercial que se mida, y por lo tanto, no tiene incidencia
entonces sobre el comportamiento relativista del tiempo ni la velocidad de los
eventos que ocurren en el interior de cada sistema de referencia”. Teniendo
en cuente los argumentos anteriores, nuestra hipótesis es que: La invariante relativista básica
es la de
“espacio-masa
gravitatoria”. *
Esta nueva invariante relativista básica que estamos proponiendo como la
esencia de lo que es realmente un “punto
mundial”, constituye el
colofón
de esta exposición, pues, como veremos a
continuación en los siguientes puntos, a través de esta es que al fin se
logra dar solución a las “debilidades” conocidas de la Teoría de la
Relatividad. ·
La invariante relativista básica "espacio-masa
gravitatoria" y su contribución al logro definitivo de un concepto cuántico-relativista
del Campo Gravitatorio. La
Teoría Relativista Clásica nos presenta un concepto de Campo
Gravitatorio que en esencia postula "el
Campo Gravitatorio son las oscilaciones del espacio-tiempo". Conocemos muy bien que este postulado tiene serias
limitaciones, las cuales están dadas, en lo fundamental, en que, partiendo del
mismo: 1.
La Física Cuántica no ha podido lograr un enunciado cuántico de este
campo. 2.
No se ha logrado asociar conceptualmente al gravitón
(cuanto puramente másico,
al que se le atribuye la responsabilidad en la transmisión de las
interacciones gravitatorias) con el “espacio-tiempo”. Ahora
bien, con relación a esta situación, ¿cómo
puede ayudar la nueva invariante relativista básica que estamos proponiendo?. Pues
la respuesta es que, sencillamente, esta ¡constituye la solución que permite
poder presentar ahora un concepto relativista-cuántico coherente del Campo
Gravitatorio!, ya que: 1ro.
Compatibiliza perfectamente con las concepciones cuánticas que predicen la
existencia del Gravitón como el
componente físico real de este campo de fuerzas. 2ro.
Él otorgarle al Campo Gravitatorio una constitución física real PURAMENTE de masa
gravitatoria, o sea, sin la presencia protagónica de la magnitud tiempo,
esto permite poder aplicar de manera coherente la ecuación clásica de la
Energía Potencial (la cuál como bien se conoce, guarda una estrecha relación
con la masa gravitatoria),
uso este que ha sido imposible bajo la concepción del “espacio-tiempo”. De
esta manera, se puede ahora por primera vez enunciar
un concepto Relativista - Cuántico
de Campo Gravitatorio, que dice: “El Campo
Gravitatorio es las oscilaciones de los gravitones
debido a las perturbaciones que provocan en estos las masas gravitatorias de
los cuerpos con los que interactúan”. Otra
manera mas abreviada de enunciarlo es, usando la frase clásica: “El
Campo Gravitatorio es la curvatura del espacio-masa
gravitatoria”. Nota:
Resulta llamativo el hecho de que a pesar de que la Física Teórica, liderada
para este caso en los avances de la Física Cuántica, ya tiene desde hace décadas
los elementos conceptuales para lograr un enunciado de Campo Gravitatorio, tal y
como lo hemos expuesto en el anterior enunciado, halla estado ignorando un
camino deductivo que ahora se nos presenta tan coherente y simple, sin embargo,
esta "ignorancia" se comprende por el hecho que durante varias décadas
del desarrollo de la Física se ha estado utilizando como concepto básico el de
"espacio-tiempo", el cual
resulta insuficiente; solo a
través de la nueva invariante relativista básica propuesta es posible cumplir
de manera exitosa esta tarea de trascendental importancia para la Física. ·
La nueva invariante básica "espacio-masa gravitatoria" y su incidencia en la solución
de la principal
“debilidad” de la Teoría
de la Relatividad. Esta
“debilidad” consiste en que no se ha
logrado describir El Principio de la Conservación de la Energía, mas específicamente,
la Energía Potencial del Campo Gravitatorio, partiendo del concepto relativista
del "campo gravitatorio es la curvatura del espacio-tiempo",
sin embargo, si se acepta como correcto el nuevo concepto que hemos
propuesto que "el campo gravitacional es la curvatura del espacio-masa gravitatoria",
esto permite que en función de la
masa gravitatoria se pueda describir de manera muy natural y sencilla
la Energía de la Gravedad, y que se
pueda entonces, a partir del
Postulado de la Relatividad de la
masa, enunciar un concepto relativista general sobre esta Ley, pues,
como bien se conoce, la Gravitación, y por tanto, la energía asociada a este
campo, con la magnitud física que guarda una relación DIRECTA es precisamente
con la masa gravitatoria. Por
lo tanto, esta importante contradicción
de la Teoría de la Relatividad también queda RESUELTA. ·
¿Por qué no se ha logrado hasta hoy detectar las llamadas
"ondas de tiempo", a pesar
de que la teoría relativista clásica "exige" su existencia?. Partiendo
de considerar lo que defendemos en esta exposición en cuanto a que "la
verdadera invariante relativista básica es la de espacio-masa gravitatoria",
la respuesta a esta interrogante es que sencillamente esto se debe a que
"las ondas de tiempo como tal NO
EXISTEN", en la realidad de la naturaleza, lo que si existe al respecto es "tiempo
propio asociado implícitamente en las ondas
gravitatorias". Por
lo tanto, esta "debilidad" de la Teoría de la Relatividad ¡NO
TIENE RAZON DE SER! ·
Implicaciones preliminares que tienen para la Teoría de la
Relatividad y el resto de la Física, el nuevo postulado que estamos
proponiendo. ¿Significa
este nuevo enfoque que estamos proponiendo la negación de todo el contenido de
la Teoría de la Relatividad Clásica?. La respuesta, por supuesto es NO. Quien
analice esta exposición se podrá dar cuenta que, en esencia, la revisión solo
va dirigida a la crítica del concepto relativista clásico de que "El
Tiempo es la causa del comportamiento cinemático de los cuerpos en movimiento",
y de que la invariante “espacio-tiempo”
es la que describe la esencia de lo que es un punto mundial. Lo que estamos
defendiendo es que: reconocidos contenidos teóricos y experimentales de la Física
Actual constituyen argumentos bien convincentes para reconocer que "el
orden de la secuencia causa-efecto" y la "invariante relativista básica"
que impone la teoría de la Relatividad Clásica deben ser revisados. Sobre
la base de lo expuesto, afirmamos que el nuevo postulado e invariante
relativista básica que defendemos en esta exposición resultan PERFECTAMENTE
COMPATIBLES con los siguientes contenidos de la teoría relativista clásica: 1.
Sus postulados básicos ( "principio
de equivalencia de todos los sistemas de referencia inerciales" y
"la constancia de la velocidad de la
luz en el vacío para cualquier sistema de referencia inercial"). 2.
El concepto "la
no-simultaneidad de los eventos físicos en diferentes sistemas de referencia
inerciales". 3.
Todas las Ecuaciones Cinemáticas Relativistas (Transformaciones de
Lorentz). 4.
El postulado “la velocidad de la
luz es la velocidad máxima de las interacciones en la naturaleza". 5.
Por supuesto, el postulado de la
relatividad de la masa (tal es así que constituye el soporte fundamental de
esta exposición). 6.
La relación masa-energía expresada
matemáticamente a través de la ecuación E=mxc2. 7.
El Principio establecido por la Teoría General en cuanto a "la equivalencia de la aceleración y la gravitación". 8.
Usar
la invariante “espacio-tiempo”
para describir los fenómenos CINEMATICOS. Deben
ser RECTIFICADOS los siguientes
conceptos de la Teoría de la Relatividad Clásica: 1.
El considerar que “el comportamiento relativista del tiempo
es la causa primaria del resto de los efectos relativistas” es
INCORRECTO. Debe sustituirse
por el nuevo postulado que proponemos, que dice: La masa gravitatoria constituye
la causa primaria (eslabón inicial en la secuencia causa-efecto) que
origina la variación relativista de la velocidad de los eventos y del tiempo
en cada sistema de referencia. 2.
La invariante relativista clásica del
"espacio-tiempo",
mas específicamente, el tiempo como
la 4ta dimensión del espacio relativista, es INSUFICIENTE,
pues no logra describir la verdadera esencia física de esta dimensión. En su
lugar debe establecerse la que
realmente lo describe, y que es: “espacio-masa
gravitatoria” 3.
El considerar que "el campo
gravitatorio se manifiesta a través de la curvatura del “espacio-tiempo"
no describe la esencia de este, por lo tanto, es INCORRECTO.
En su lugar se debe establecerse el que dice: El
Campo Gravitatorio es la curvatura
del "espacio-masa
gravitatoria". 4.
La
idea, derivada de la Teoría de la Relatividad Clásica, sobre la existencia de
las llamadas ondas de tiempo es INCORRECTA,
No existen estas, sino que lo que existe realmente al respecto es "tiempo
propio asociado implícitamente a las ondas
gravitatorias". Argumentos teóricos y
experimentales que amparan el nuevo postulado que defendemos. Como
todos sabemos, la Teoría de la Relatividad Clásica parte de “considerar
al tiempo como la CAUSA del comportamiento de los cuerpos en movimiento",
y a partir de este concepto básico se han interpretado todos los experimentos
al respecto. Por lo tanto, nos toca ahora probar si estos mismos experimentos
tienen una explicación coherente partiendo del nuevo postulado que defendemos
en esta exposición, veamos: a)
Experimentos de medición de la frecuencia de radiación de los relojes
atómicos sometidos a diferentes velocidades de traslación: En
estos se ha podido medir con gran exactitud (gracias a que los eventos que
ocurren dentro de los átomos son prácticamente inmunes a las variaciones dinámicas
macroscópicas debidas a movimientos acelerados y campos gravitatorios que
puedan afectar al reloj como tal) que la frecuencia de radiación (f.r.)
disminuye a medida que la velocidad de desplazamiento del reloj es mayor, y tal
disminución se corresponde exactamente con el conocido coeficiente relativista. Como
bien se conoce, la Física actual, basada en la concepción relativista clásica
sobre "el protagonismo del tiempo",
explica el resultado de
este experimento así: "La CAUSA de
la disminución de la f.r
de los átomos en movimiento tiene su única explicación en la
relatividad del tiempo". Corresponde
entonces ahora responder una pregunta de importancia crucial: ¿Sirve
el nuevo postulado que defendemos para explicar convincentemente el resultado de
estos experimentos?. La respuesta es SI. Demostremos a continuación esta aseveración:
Debemos
comenzar por analizar el evento físico real que ocurre dentro del átomo para
que pueda radiar. Hoy sabemos muy bien que consiste en que "al
saltar un electrón de una órbita a otra dentro del átomo, emite una radiación
de una frecuencia que depende únicamente
de las energías (Wn)
del electrón en sus respectivas órbitas inicial y final del salto", de
manera tal que: f.r = ( W1-W2) / h
, donde W1 y W2 son los valores
de la energía total del electrón en
las respectivas órbitas atómicas, y h
es la constante de Planck. Ahora:
W=Ec+Ep Donde: Ec=1/2m x v2
( m es la masa gravitatoria del electrón y v es la velocidad de este con respecto al núcleo del átomo. en la
órbita atómica) Ep= - Z x e2/a
( Z es el número atómico, e
es la carga eléctrica del electrón, y a
es el radio de la órbita) Si
sabemos también que: a = Z x e / m x v2,
podemos entonces decir que: Ep=
- m x v2x e De
manera que: W
= - ( 1/2 - e ) x m x
v2
Como
bien se nota en la anterior ecuación, el efecto sobre el valor de W
por parte de la m es LINEAL, y por parte de la v
es CUADRATICO, lo que significa que
un aumento de m con una disminución
de v en la misma proporción,
repercute al final en una DISMINUCION
de W, y por lo tanto, una DISMINUCION
de la f.r. (*
nota: este hecho no es ignorado por la Teoría de la Relatividad Clásica, lo
que en su caso lo asume como un efecto DERIVADO del retraso del tiempo propio de
estos átomos en movimiento, en
otras palabras, esta teoría reconoce que "si pudiéramos tener la
sensibilidad para observar al electrón girando alrededor del núcleo, notaríamos
que su velocidad de giro es más lenta a medida que es mayor la velocidad de
desplazamiento del átomo como tal", PERO asume este hecho como una
consecuencia del retraso del tiempo propio del átomo). Ahora
bien, existen argumentos conceptuales convincentes para proponer un enfoque
diferente a este fenómeno, el mismo consiste en considerar que "debido al incremento
relativista de la masa gravitatoria y el efecto, además, de la
ley de Conservación del Impulso, un aumento de la masa
gravitatoria del electrón provoca, para que se conserve el valor del
Impulso, una disminución proporcional de la velocidad angular del electrón
alrededor del núcleo del átomo, y recordando lo expresado al comienzo del párrafo
anterior, se debe esperar entonces una disminución de la frecuencia de los
relojes atómicos en estos experimentos en una magnitud, acorde al coeficiente
relativista". Por
lo tanto: A partir de la relatividad de la
masa gravitatoria " se puede explicar el resultado de estos
experimentos. b)
Experimentos relacionados con la medición del tiempo
de vida de partículas inestables de acuerdo a sus velocidades de
desplazamiento: En
estos experimentos se ha podido medir con gran precisión que, para un
observador en reposo, el tiempo de vida de una partícula inestable en
movimiento es mayor que cuando se encuentra en reposo, en correspondencia con el
conocido coeficiente relativista. La Física actual, basada en la concepción clásica
sobre "el protagonismo del tiempo",
explica el resultado de
este experimento diciendo que: "La
CAUSA del aumento del tiempo de vida de estas partículas en movimiento tiene su
UNICA EXPLICACION en el retraso del
tiempo propio asociado a estas". Ahora
nos corresponde de nuevo responder la interrogante: ¿ Sirve el nuevo postulado
que defendemos en esta exposición para
explicar convincentemente el resultado de estos experimentos?. La
respuesta en este caso también es SI. Analicemos a continuación como se
demuestra esta afirmación: Para
comenzar, recordemos que en realidad estas partículas son núcleos atómicos
muy inestables debido a que la gran cantidad de protones presentes en estos hace
que la Fuerza de Repulsión entre
ellos supere con creces la llamada Fuerza
de Enlace, y entonces la tendencia de estos protones es a separarse rápidamente,
perdiendo así la partícula su identidad como tal. Ahora
bien, la propia Teoría de la Relatividad clásica establece que "la masa
gravitatoria de estos protones aumenta con la velocidad de desplazamiento de
la partícula en correspondencia con el coeficiente relativista", y por
otro lado, la Ley de Conservación del Impulso dice que "la velocidad de una partícula es inversamente proporcional a su masa
gravitatoria", así como sabemos también que la Fuerza de Repulsión entre los protones permanece constante al pasar de un sistema inercial de referencia a
otro, entonces es evidente que:
“La velocidad
de separación de los protones cuando la partícula está en movimiento es
MENOR, pues al estar ahora los protones mas pesados y la Fuerza de Repulsión
entre estos no incrementarse para poder contrarrestar el efecto en la disminución
de la velocidad, AUMENTA entonces el tiempo de vida de la partícula como tal,
en una magnitud que se corresponde con el conocido coeficiente relativista”. Por
lo tanto, se puede afirmar que: A partir
de la relatividad de la
masa gravitatoria" se puede explicar el resultado de estos
experimentos. c)
Experimentos con relojes atómicos sometidos a diferentes Potenciales
Gravitatorios: En
estos experimentos se ha podido medir con gran precisión que los relojes atómicos
disminuyen su frecuencia de radiación cuanto mayor es el Potencial Gravitatorio
al que están sometidos. La Teoría de la Relatividad Clásica, para llegar a
este razonamiento, usa el concepto de la Relatividad General de "la
equivalencia entre la aceleración y la gravitación",
del que deduce que " el tiempo propio de un sistema de referencia se
"atrasa" cuanto mayor es el Potencial Gravitatorio al que está
sometido". La Física, basada en la concepción relativista clásica
sobre "el protagonismo del tiempo",
asume este resultado como "la
confirmación del efecto del campo gravitacional sobre el tiempo PURAMENTE
". Sin embargo, partiendo del nuevo postulado que estamos defendiendo,
se le puede dar explicación coherente al resultado de este experimento, y es la
siguiente: Si
tenemos en cuenta que: 1ro.
Podemos atribuir al efecto simultáneo de la relatividad de la masa gravitatoria y la Ley
de Conservación del Impulso, la disminución de la velocidad de giro del
electrón alrededor del núcleo (lo que, como bien sabemos, resulta la causa
directa de la disminución de la frecuencia de radiación del átomo, o sea, el
"mecanismo" de funcionamiento de este reloj)
2do.
Utilizando el mismo procedimiento deductivo que, a través de la equivalencia
entre gravitación y aceleración, utiliza la relatividad Clásica para
sustituir por el Potencial Gravitatorio el término velocidad
en el conocido coeficiente relativista, lo hacemos ahora en la ecuación
relativista de transformación de la masa gravitatoria, y el
resultado es que, "debido a la equivalencia entre aceleración y gravitación,
también el Potencial Gravitatorio
provoca una variación relativista de la masa gravitatoria de los electrones de los átomos". 3ro.
El análisis simultaneo de lo descrito en los dos puntos anteriores nos delata
claramente que: "El Potencial Gravitatorio "sobre
la magnitud física que actúa DIRECTAMENTE es la masa
gravitatoria". Entonces
podemos afirmar que: "El efecto medido en estos relojes no significa la
acción PURA sobre el tiempo del
Potencial Gravitatorio, sino que en realidad es la
acción del Potencial Gravitatorio sobre la masa
gravitatoria de los electrones de los átomos de estos relojes, y
entonces, por el efecto de la Ley de Conservación del Impulso, se produce una
variación de la velocidad de giro del electrón alrededor del núcleo del átomo,
lo que repercute al final en la variación de la frecuencia de radiación de estos relojes". Por
lo tanto, se puede afirmar que: A partir
de la variación relativista de la
masa gravitatoria de los electrones de los átomos de estos relojes"
se puede explicar el resultado de estos experimentos. De
a), b), y c)
podemos resumir que: Los
resultados de los experimentos que hasta hoy se utilizan para considerar el
comportamiento relativista del tiempo, como SU UNICA explicación, la
tienen, incluso más coherente aún, si se le atribuye a la relatividad de la
masa gravitatoria. d)
Enfrentando un argumento conceptual que dice: "
Pero en este nuevo postulado que se propone en esta exposición no se explica ¿
por qué la masa gravitatoria de los cuerpos varía con su velocidad?,
interrogante esta que la Teoría de la Relatividad Clásica ha estado
respondiendo hasta ahora atribuyendo su causa a la relatividad del tiempo
como tal". Con
este argumento, los defensores del concepto relativista clásico del "protagonismo
del tiempo" pueden intentar demostrar conceptualmente que "la relatividad de la masa gravitatoria
es una consecuencia de la relatividad del tiempo", lo cual haría que
no procediera el nuevo postulado que defendemos, pero, acorde al estado de la Física Teórica actual, el éxito
de tal empeño solo sería posible sí lograran demostrar que “el
tiempo no debe su existencia a los cuerpos”, o sea, renunciar a un
concepto que en la actualidad tiene una vigencia reconocida y al cual lo
soportan sólidos argumentos teóricos y experimentales de la Física Cuántica
y la Cosmología Moderna. Por
otro lado, es verdad que en esta exposición no se ha explicado por qué le
sucede esto a una masa gravitatoria en movimiento, o sea, aparece aquí con carácter
de Postulado, pero, en la
Teoría de la Relatividad Clásica, la
variación relativista de El Tiempo TAMBIEN se presenta con carácter de Postulado, porque
tampoco esa Teoría logra llegar mas
profundamente en la explicación de tal fenómeno y se "resigna"
entonces a tomarlo como punto de
partida (causa primaria) de todo lo
que después se deriva del mismo para la Física, incluyendo, por supuesto, el
comportamiento relativista de la masa
gravitatoria.
Además, los propios eruditos de la Teoría de la Relatividad reconocen
que "a pesar del protagonismo que
tiene en la Física la magnitud tiempo, tiene que existir una causa física en
la naturaleza que sea la responsable de su comportamiento relativista ", por
lo tanto, ¿por qué no considerar seriamente que la relatividad de la masa
gravitatoria es precisamente la
causa, ¡si con este
nuevo postulado estamos logrando resolver las "debilidades" de la Teoría
de la Relatividad que no han podido ser resueltas a través de la concepción clásica,
a pesar de las décadas de esfuerzos en este sentido!?. Otros
argumentos muy importantes que deben ser tenidos en cuenta en este análisis, y
que generalmente son ignorados son: 1ro.
La propia Teoría de la Relatividad Clásica establece conceptualmente "la
DEPENDENCIA que el ritmo del tiempo
tiene del Potencial Gravitatorio", y si, por otro lado, sabemos que
"la magnitud física responsable de la existencia real del Potencial
Gravitatorio es la masa gravitatoria",
entones, conceptualmente también está
mas que explícito que "la
masa gravitatoria altera el ritmo del tiempo". 2do.
A pesar de que ya Einstein en sus trabajos teóricos iniciales sobre cinemática
relativista se refería al comportamiento relativista de la masa
gravitatoria, al descubrimiento y confirmación definitiva de este se llegó
por una vía de investigación ¡AJENA al postulado de la relatividad del tiempo!, pues el mismo fue el fruto de los esfuerzos por
compatibilizar la Ley de Conservación del Impulso entre la Mecánica de Newton
y la Electrodinámica, así como por el estudio de la desviación en campos magnéticos
de partículas eléctricamente cargadas en movimiento, que derivaron en tener
que reconocer que la masa gravitatoria
de los cuerpos en movimiento variaba con su velocidad, y, como muestran los
textos de esa época, se llegó a tal deducción ¡SIN NECESIDAD de contar
previamente con el postulado de la relatividad del tiempo! . Por lo tanto, si la Teoría de la Relatividad Clásica
tuviera razón cuando dice que “el
comportamiento relativista de la masa gravitatoria SE DEBE a la relatividad del
tiempo”, ¿no debió ser
imprescindible entonces tener que basarse en el efecto relativista del tiempo
para poder deducir, por cualquiera que fuera la vía de investigación, la
relatividad de la masa gravitatoria?. Sin embargo, ¡esto no fue así!. Ahora bien, la ciencia
funciona de manera tal que, ante dos enfoques diferentes, la balanza de la razón
se inclina por aquel que resulta ser: ¨
El que mejor compatibiliza con
el resto del contenido de esa ciencia, o sea, el que tiene menos contradicciones
implícitas. ¨
El que logra explicar de manera
más convincente una mayor cantidad de experiencias reales. ¨
Y también, por qué no decirlo,
el que arroje un cuadro físico general más sencillo y comprensible. Teniendo
en cuenta las concepciones modernas sobre la naturaleza existencial del tiempo,
así como por los argumentos expuestos hasta aquí,
nos atrevemos a afirmar que: El nuevo postulado que
defendemos en esta exposición SUPERA al concepto relativista clásico
sobre “el protagonismo de la relatividad
del tiempo en el comportamiento de los cuerpos en movimiento”. Conclusiones. En
esta Exposición esperamos haber demostrado convincentemente que: ¨
Acorde al estado de la Física
actual, debemos reconocer que "la causa primaria del comportamiento de las magnitudes físicas
asociadas a los cuerpos en movimiento es el
comportamiento relativista de la masa
gravitatoria." ¨
Por lo tanto, "es el
tiempo el que se subordina a la masa gravitatoria", y no viceversa, como lo concibe hasta
hoy la Teoría de la Relatividad Clásica. ¨
La invariante relativista básica
“espacio-masa gravitatoria"
es la que describe la verdadera
esencia física de lo que conocemos como punto
mundial, y solo a través de la
cual se logra dar solución coherente a las conocidas “debilidades” de la
Teoría de la Relatividad, que no han podido ser resueltas con la invariante
relativista clásica “espacio-tiempo”,
ya que esta última, si bien sirve para describir la cinemática de los
cuerpos en movimiento, resulta INSUFICIENTE para estudiar los campos de fuerzas
y energías asociadas a los eventos físicos, pues resulta IMPOSIBLE vincular
directamente la magnitud tiempo con la
explicación conceptual del comportamiento de los campos de fuerzas y energías
que estudia la Física, los cuales se manifiestan realmente a través de las
magnitudes físicas masa gravitatoria
y carga eléctrica. ¨
Las
"ondas PURAS de tiempo"
NO existen. Lo que existe al respecto
es "tiempo propio asociado
implícitamente a las ondas gravitatorias" Por
supuesto, sabemos que nunca se cuenta con la verdad ABSOLUTA, o sea, cualquier causa
es a su vez la consecuencia ó el efecto de otra causa más
profunda que aún no se ha logrado descubrir ó determinar con claridad, por
tal razón, en cuanto al protagonismo, que estamos proponiendo, debe ocupar
“la variación relativista de la masa
gravitatoria en el comportamiento de los cuerpos en movimiento”, nos toca
en el futuro tratar de encontrar la suya propia. Debemos
decir que los resultados que hemos expuestos eran prácticamente imposibles de
concebir en la época en que surgió la Teoría
de la Relatividad, pues el concepto clásico de que "El
Tiempo es una magnitud física con existencia AUTONOMA"
estaba muy arraigado en las concepciones filosóficas de aquellos científicos,
incluido el propio creador de esa teoría, además la Física Cuántica estaba
en etapa de franca gestación. Por lo tanto, repitiendo la misma frase dicha por
Einstein cuando se refería a la lógica de las deducciones de Newton: "Para
el estado de la Física de la época, esas fueron las UNICAS posibles y, en
especial, las UNICAS factibles". A
fin de cuentas, lo que hemos estado defendiendo se puede decir que estaba implícito
ya (por supuesto de manera no consiente por parte del consultado en cuanto al
significado mas profundo de lo que dijo) en la respuesta que daba el propio
Albert Einstein cuando se le preguntó: ¿Profesor,
qué es para usted realmente el
tiempo?, y contestó: " el
tiempo es lo que marcan los
relojes". Y hoy
sabemos muy bien que: un reloj no
puede ser otra cosa que un evento físico REAL, el
tiempo ajeno a los cuerpos en movimiento, NO EXISTE. Publicación enviada por Prof. José Alberto Díaz Reyes Contactar mailto:stecnicos@varadero.intermar.cu Código ISPN de la Publicación EpAFZkVlyArAteCkOx Publicado Saturday 28 de August de 2004 Ultimas Publicaciones en ilustrados.com
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