¿Por qué toda la materia viaja una fracción muy pequeña de la velocidad de la luz? ¿No habría una distribución de velocidades que se acercara a la velocidad de la luz?

Larga historia corta: la energía tiende a extenderse. Si tuviera muchas partículas de alta energía, se tropezarían con partículas más lentas y la energía se equilibraría un poco. Estadísticamente, esto da como resultado la distribución de Maxwell-Boltzmann, que cae exponencialmente a medida que avanza hacia energías más altas. La única forma en que se sugiere la distribución en la pregunta sería si la temperatura fuera extremadamente alta (y no estoy hablando de un caluroso día de verano en el desierto, o incluso del Sol … estoy hablando de billones de grados , incluso para partículas como protones).

Otro problema es que, cuando incluye energías tan altas, hay opciones adicionales de lo que podría suceder cuando las partículas chocan entre sí. En lugar de simplemente chocar y rebotar, en realidad pueden crear nuevas partículas . Esto es lo que hace el famoso Gran Colisionador de Hadrones: aplasta protones (y, a veces, núcleos de plomo) entre sí tan rápido que se producen todo tipo de partículas interesantes. Entonces, cuando dije que a la energía le gusta “extenderse”, hay más opciones que hacer que las partículas lentas sean más rápidas: ¡también puedes crear partículas completamente nuevas! Por lo tanto, para que una región del espacio esté en equilibrio a una temperatura tan alta, requeriría enormes cantidades de densidad de energía.

En resumen, si desea ver la distribución de velocidades de la que está hablando, debe retroceder una fracción de segundo después del Big Bang, o debe ir a un acelerador de partículas grande capaz de reproducir, en pequeña escala , esas mismas condiciones.

25 de enero de 2016

Además de la respuesta de Erik Anson, que yo voto, a continuación es mi pensamiento adicional, a la espera de contraargumentos racionales (o al menos no emocionales) de los físicos “convencionales”.

La pregunta es una de las mejores en Quora, ya que su respuesta puede ayudar a abordar varios enigmas actuales en física de partículas y cosmología. Por ejemplo, ¿por qué no vemos o sentimos el último mar candente de eventos a escala de Planck, que se supone que nos inundará y evaporará, por física de partículas? (En términos formales, ¿por qué nos encontramos con el infame “problema constante cosmológico”, es decir, el “problema de la energía del vacío”?)

La pregunta original de Quora consta de dos partes relacionadas.

Parte 1 “¿Por qué toda la materia viaja una fracción muy pequeña de la velocidad de la luz?” Puede traducirse en

1.a) “¿Por qué la mayoría de la materia (es decir, eventos físicos y partículas que transportan masa) no viaja tan cerca de la velocidad de la luz [en el contexto de la relatividad especial (SR)]?” O

1.b) “¿Por qué la mayor parte de la materia no se manifiesta con un alto desplazamiento hacia el azul o el rojo [en el contexto de la relatividad general (GR)]?”

Nota 1: La velocidad de una entidad que transporta masa no es un verdadero observable físico; solo tiene sentido en SR, pero no tiene sentido en GR.

Nota al pie 2: Aquí, “la mayoría de la materia” se refiere a eso dentro de una ‘región local’ (como nuestro sistema solar), no eso dentro del universo entero. La mayor parte de la materia en el universo en expansión viaja “más rápido que la velocidad de la luz” (en relación con nosotros), que es un tema de seguimiento separado.

Nota 3: Los eventos de colisión entre partículas relativistas en el CERN son esencialmente ‘estacionarios’ en la velocidad de los eventos.

Parte 2 “¿No habría una distribución de velocidades que se acercara a la velocidad de la luz?”

2.a) “¿La observabilidad de una entidad que transporta masa (es decir, la eficiencia cuántica relativista) varía con su velocidad, en SR?” O

2.b) “¿La observabilidad de una entidad que transporta masa varía con el desplazamiento hacia el azul o el rojo de la emisión de la entidad, en GR?”

Contrariamente a la “corriente principal”, mis respuestas a 2.ay 2.b son afirmativas. Si estamos de acuerdo en que no estamos participando en los pensadores grupales, consulte http://vixra.org/abs/1411.0042 para conocer la justificación (es decir, para responder 1.ay 1.b). En el artículo, la figura 1 muestra la gráfica universal predicha de ‘observabilidad versus desplazamiento al rojo’ o ‘ eficiencia cuántica relativista versus desplazamiento al rojo ‘.

El artículo concluye que, al observar una entidad que transporta masa, el desplazamiento hacia el azul o el rojo disminuye la observabilidad (es decir, la eficiencia cuántica relativista, que es independiente de la luminosidad y la distancia de luminosidad del evento). En resumen, la relatividad compromete la eficiencia cuántica.

A continuación se muestra una comprobación rápida de la cordura de la conclusión. En cualquier medida física, cualquier observador (generalizado) debe ser finito distinto de cero; carece de precisión para cero y capacidad para infinito. Por lo tanto, cuanto más se acerque la longitud de onda observada a cero (es decir, el extremo del desplazamiento al azul) o al infinito (extremo del desplazamiento al rojo), menos discernible será el evento (emisor de onda) en la probabilidad de observación, es decir, la observabilidad. Al menos, coincidimos en que la observabilidad es independiente del desplazamiento hacia el azul o el rojo (erróneamente) connotaría el 100% de observabilidad estadística de un evento que emite una onda con su longitud de onda ‘igual’ a cero o infinito, es decir, ¡una “onda sin onda” oximorónica! ”

Como muestra el documento, la ley, libre de ajuste de parámetros y fudgin g,

a) conduce al principio de incertidumbre relativista (omitido por W. Heisenberg), que es único entre otras contrapartes propuestas en la literatura, en términos de invariancia de Lorentz,

b) está de acuerdo con las interacciones partícula-antipartícula , y

c) descarta cuatro enigmas cosmológicos principales (incluyendo “aceleración cósmica” o “energía oscura”).

Estoy buscando colaboradores experimentales para verificar aún más la ‘nueva’ y oculta ley relativista en el laboratorio; si es de su interés, contácteme para más detalles. Notamos que la mayoría, si no todas, otras teorías cosmológicas pueden nunca ser comprobables en el laboratorio, o ‘falsificables’ (según Karl Popper) en el laboratorio. La prioridad es obvia.

Nota al pie 4: Piense por qué el artículo se publica (o se puede) publicar solo en viXra, en lugar de viXra y arXiv. Para ayudarnos a comprender un razonamiento, consulte un artículo reciente http: // phys.org /news/2016-01-evidence-bad.html (” Por qué demasiada evidencia puede ser algo malo “, de Lisa Zyga), que implica cualquier pensamiento “convencional” (como “aceleración cósmica” y “energía oscura”) podría estar completamente equivocado con una alta probabilidad . El hecho es que la “corriente principal” continúa dirigiendo tanto la “Legislatura como la Corte Suprema”, lo que empantana el examen de posibles avances.

Nuevamente, bienvenido a contactarme para discusiones o posibles colaboraciones experimentales. # #