¿La equivalencia masa-energía implica que la energía también debe causar la gravedad?

Si lo hace

La mejor teoría actual de la gravitación que tenemos es la relatividad general. En relatividad general, la energía depende del marco de referencia en el que se evalúa. El efecto gravitacional depende no solo de la energía en mi propio marco de referencia, sino también de la energía que tendría en cualquier otro marco de referencia.

Por ejemplo, supongamos que tengo un peso de 1 kg en reposo en relación a mí mismo. Por [matemáticas] E = mc ^ 2 [/ matemáticas] tiene una cierta cantidad de energía. Ahora suponga que está volando en un avión a 500 km / hy considera el mismo peso de 1 kg. Su velocidad es lo suficientemente pequeña como para que los efectos relativistas no importen demasiado; la energía del peso según usted es la energía según mí más la energía cinética que está muy cerca de [matemáticas] mv ^ 2/2 = 9645.06 … J [/ matemáticas]. Si desea calcular el campo gravitacional producido por mi masa, debe contar el hecho de que tiene impulso (a partir de su marco de referencia), así como su energía.

En consecuencia, el efecto gravitacional depende tanto de la energía del objeto como del impulso, pero hay más. Es más sutil, pero también depende del estado de estrés del objeto. Si toma una varilla larga y ejerce presión sobre ella desde cualquier extremo, produce un campo gravitacional diferente que si no estuviera comprimido, incluso si la longitud no cambia en ningún grado significativo.

La energía medida en cada marco de referencia es capturada por un conjunto de 10 cantidades conocidas como tensor de energía-momento-estrés (Tensor de estrés-energía – Wikipedia) denotado [math] T _ {\ mu \ nu} [/ math]. La relatividad general lo relaciona con la curvatura de Ricci del espacio-tiempo.

Por lo tanto, la energía es el miembro clave de 10 fuentes de gravitación estrechamente relacionadas.

La masa en sí misma no causa gravedad. Tienes que mirar más profundo para encontrar la fuerza (energía) que deforma el espacio. Este es un artículo que recomienda uno de mis asociados. Me dio un pdf, pero este es el sitio real:

La causa de la gravedad [1]

1. Introducción

Isaac Newton dijo que la gravedad es proporcional a la masa, (1) y Albert Einstein demostró que la gravedad se expresa a través de la curvatura del espacio. (2) Aunque estos fueron avances importantes en nuestra comprensión de la gravedad, ninguno aborda la causa de la gravedad. Por lo tanto, este artículo propone identificar qué causa la curva del espacio-tiempo, que es la expresión de la gravedad, e incorporar la gravedad en una ecuación unificada con la materia y la energía.

En su discusión sobre la relatividad general, Einstein dijo que la gravedad es igual a cualquier otra aceleración, excepto que la aceleración de la gravedad es causada por la curvatura del espacio. (2) Y esta aceleración que es proporcional a la masa, por supuesto, implica que hay una fuerza en el trabajo. Pero es obvio que la masa no es una fuerza. Por lo tanto, la masa no puede realizar el trabajo de deformar el espacio y, por lo tanto, la masa misma no puede causar gravedad. Sin embargo, dado que la masa es proporcional a la gravedad, y casi toda la masa se encuentra en el núcleo atómico, la búsqueda de la fuerza que deforma el espacio y, por lo tanto, causa la gravedad, debe comenzar dentro del núcleo de los átomos.

2. La fuerza fuerte

Según el modelo estándar, los protones y los neutrones están compuestos por tres quarks que están unidos por la fuerza nuclear fuerte, y es la fuerza fuerte la que, por lo tanto, proporciona la materia con la mayor parte de su masa. (3,5,9) Entonces la fuerza fuerte es proporcional a la masa, y se sabe que la masa es proporcional a la gravedad. Y esto significa que la fuerza fuerte también es proporcional a la gravedad.

Cada núcleo atómico contiene aproximadamente el 99.97 por ciento de la masa del átomo, por lo que ciertamente contienen la mayor parte de la masa de materia. Pero el núcleo es 100,000 veces más pequeño que el diámetro del átomo. (3) Por lo tanto, parece ser incongruentemente pequeño para la mayoría de la masa de materia que se encuentra allí. Dado que la fuerza fuerte que interactúa con la fuerza electromagnética debe tener la capacidad de impartir movimientos cercanos a la velocidad de la luz, y también se cree que la fuerza fuerte imparte la mayor parte de la masa a los nucleones, y dado que la velocidad cercana a la velocidad de la luz puede causar ambos un aumento en la masa y una contracción de las dimensiones, entonces parece probable que todos estos atributos estén relacionados. La fuerza fuerte ejercida entre los quarks y los nucleones, por lo tanto, parece ser causada por efectos relativistas que son comparables a las velocidades cercanas a la velocidad de la luz, lo que aumenta la masa y disminuye o contrae las dimensiones espaciales del núcleo atómico. Y estos efectos se realizarían mediante efectos relativistas que causan la formación de gluones virtuales, que son las partículas de intercambio a través de las cuales interactúan los quarks y los nucleones.

Como todo el espacio está interconectado, esta ligera contracción del espacio dentro del núcleo se extendería dentro del volumen del átomo. Y dado que el diámetro nuclear es mucho más pequeño que el diámetro atómico, esta contracción del volumen nuclear se diluiría dentro del átomo por su volumen mucho mayor, y luego se irradiaría al espacio que rodea el átomo. Y como explicó Einstein, la gravedad se expresa en la curvatura del espacio. (2) Por lo tanto, la fuerza fuerte que actúa sobre los quarks y los nucleones da como resultado un aumento de masa relativista y una contracción dimensional comparable, que se irradia hacia el espacio que rodea el átomo. Pero los efectos aislantes del volumen atómico reducirían este efecto cuando llegue a otros núcleos atómicos. Esto es similar al efecto del volumen de la Tierra, que efectivamente reduce la fuerza de gravedad sobre una persona en su superficie debido a la distancia que el volumen impone desde su centro de gravedad. Y así, este efecto del volumen de un átomo que aísla el efecto de contraer núcleos entre sí, diluiría la curvatura del espacio y sería el efecto que conocemos como gravedad.

Si esto es cierto, explicaría por qué la gravedad es proporcional a la masa, porque la masa de los átomos y la contracción del espacio que produce la gravedad serían ambos efectos relativistas dentro del núcleo atómico. Y también explicaría por qué la gravedad es tan débil, porque su efecto se debería a una contracción del pequeño núcleo atómico, que se reduce aún más por el volumen relativamente grande del átomo. Y entonces, la razón por la cual la materia tiene que acumularse en cantidades tan grandes antes de que el efecto de la gravedad sea notable, se debe al tamaño relativamente pequeño de la contracción nuclear y al volumen relativamente grande de átomos que impide que los núcleos interactúen más directamente.

Si la gravedad es el resultado final de los efectos relativistas de las oscilaciones repetitivas provocadas por la fuerza fuerte en los nucleones, entonces la gravedad no sería una fuerza separada de la naturaleza como se suponía. Y dado que sería el efecto indirecto de otra fuerza, la gravedad se expresaría solo como un efecto de campo indirecto y, por lo tanto, no tendría un efecto cuántico propio. Entonces no habría una partícula separada de interacción que lleve la gravedad. Y así, no habría gravitones, porque la gravedad sería solo una curvatura del espacio comparable a los efectos relativistas del movimiento. Y esto ciertamente explicaría por qué nunca se han encontrado gravitones.

La velocidad que es una fracción significativa de la velocidad de la luz, ya sea lineal, rotacional o alguna combinación, debe aumentar la masa. Einstein dio la ecuación para este aumento como:
M = Mo / (1-V ^ 2 / C ^ 2) (13) E1
donde Mo es la masa inicial, V es la velocidad, C es la velocidad de la luz y M es la cantidad a la que la velocidad relativista ha aumentado la masa. (2) Y el espacio es inversamente proporcional a la velocidad relativista, como:
1 / D = (1-V ^ 2 / C ^ 2) E2
donde D representa las dimensiones. (2) Por lo tanto, la fuerza relativista debe causar un aumento en la masa y también una disminución comparable en las dimensiones espaciales. Y sabemos que la gravedad es proporcional a la masa, de modo que cuando la masa aumenta, la gravedad también debe aumentarse. Por lo tanto, la fuerza relativista que causa un aumento de masa y una contracción del espacio, también aumentaría la gravedad, sin importar cuál sea su causa. Y, por lo tanto, es probable que estos fenómenos de los efectos relativistas de la fuerza que aumenta la masa, contraiga el espacio y provoque la gravedad, están todos relacionados entre sí como un solo proceso.

Aunque los cambios debidos a la relatividad son necesariamente solo relativos, estos siguen siendo cambios muy reales y observables que han sido validados a fondo. Se ha demostrado que características intrínsecas como la velocidad de las oscilaciones atómicas, la velocidad de desintegración de las partículas y la frecuencia de la luz cambian por los efectos relativistas de la velocidad, y la gravedad los cambia exactamente de la misma manera. (1,2,7) Entonces, los efectos de la gravedad pueden ser comparables a los efectos de la velocidad relativista. Y esto se debe al hecho de que la gravedad es una aceleración como cualquier otra aceleración, pero la gravedad causa estos cambios relativistas sin impartir velocidades cercanas a la velocidad de la luz, e incluso provoca estos cambios relativistas cuando imparte velocidad cero (en cuerpos estacionarios).

La gravedad misma, por lo tanto, debe tener orígenes relativistas. Y dado que la gravedad y la masa son proporcionales, ambas podrían tener orígenes similares. Y dado que se cree que la fuerza fuerte es responsable de la mayor parte de la masa, y la gravedad es proporcional a la masa, los efectos relativistas en los nucleones causados ​​por la fuerza fuerte deben ser responsables de la formación de masa y gravedad, ya sea que imparta movimiento relativista. directamente, o si esto tiene una causa indirecta. De cualquier manera, la interacción de la fuerza fuerte entre los quarks y los nucleones, al producir partículas de gluones, proporciona el vínculo entre la formación relativista de la mayoría de las masas y la curvatura relativista del espacio que es la gravedad.

Dos cargas electromagnéticas diferentes se atraen entre sí, con líneas de fuerza que convergen, mientras que dos cargas electromagnéticas similares se repelen entre sí, con líneas de fuerza que divergen. (5) Si la gravedad fuera realmente una fuerza atractiva, parece probable que sus líneas de fuerza converjan como la fuerza atractiva de las cargas electromagnéticas diferentes. Pero ellos no. Del mismo modo, hay formas de protegerse contra la fuerza del electromagnetismo, mientras que no hay un método conocido para protegerse contra la gravedad. Y esta falta de blindaje, así como las líneas rectas de fuerza de la gravedad, son exactamente cómo se comportaría la gravedad si se tratara solo de una contracción dimensional relativista que rodea la materia. Además de eso, nunca se han encontrado gravitones. Por lo tanto, todos estos hechos son consistentes con la suposición de que la gravedad es un resultado indirecto de la contracción dimensional relativista y, por lo tanto, también son consistentes con que la gravedad no sea ​​una fuerza separada de la naturaleza.

3. La gravedad y la fuerza fuerte

La fuerza fuerte es inusual porque es débil cuando los quarks están muy juntos, pero aumenta dramáticamente a medida que los quarks se alejan unos de otros, con los quarks en los nucleones interactuando a través de una nube virtual de gluones. (3) Y en cada nucleón hay dos quarks de carga similar, y uno de carga diferente. (3) Por lo tanto, esta combinación de unión suelta en espacios reducidos, la unión más fuerte a más distancia y los quarks con carga opuesta, deberían permitir que los quarks dentro de cada protón y neutrón se muevan uno hacia el otro debido a la atracción de cargas diferentes, y lejos de entre sí debido a la repulsión de cargos similares. Y esto causaría cambios en la fuerza efectiva de la fuerza fuerte entre los diversos quarks en movimiento. De modo que sus movimientos combinados contendrían varios movimientos u oscilaciones repetidos.

La mayoría de los núcleos contienen pares de nucleones de un protón y un neutrón. Y cada compañero de un par de nucleones está compuesto de quarks con carga opuesta, mientras que cada uno también debe tener un giro opuesto en comparación con su compañero. (4) Por lo tanto, los atributos de la fuerza variable de la fuerza fuerte, las cargas opuestas de los quarks y las cargas complementarias de los quarks dentro de los protones y los neutrones, deberían alentar los giros opuestos que se cree que tiene cada compañero de nucleones.

De particular interés en los pares de nucleones, es que cada uno de los socios está compuesto por dos quarks de un tipo de carga y un quark del otro tipo de carga. Y el otro socio tiene un conjunto de quarks con carga opuesta. Por lo tanto, cada uno está desequilibrado tanto en el número de carga como en el volumen ocupado por las cargas opuestas. Esto significa que, independientemente de su carga general, tanto los protones como los neutrones deben ser polares. Y dado que los socios de un par de nucleones giran, ambos deberían producir campos magnéticos, lo que de hecho se ha observado para ambas partículas. (5) Y dado que estas cargas y, por lo tanto, los campos magnéticos asociados con cada partícula están desequilibrados, un campo magnético será más fuerte que el otro, y su opuesto tendrá campos magnéticos desequilibrados del tipo opuesto. Entonces, las oscilaciones de los quarks dentro de un par de nucleones darían como resultado dos campos magnéticos de fuerza alterna y carga alterna. Y estos campos magnéticos alternos deberían amplificar los movimientos.

4. La relatividad de la velocidad

Dado que la fuerza fuerte es la fuerza más fuerte en la naturaleza, su fuerza grande y variable en combinación con los quarks con carga opuesta dentro de los nucleones y sus campos magnéticos alternos, debería ser suficiente para suministrar los movimientos de potencia comparables a la velocidad de la luz para tales partículas. Einstein dijo que las altas tasas de movimiento aumentan la masa y disminuyen las dimensiones de un objeto en movimiento, de modo que a un porcentaje significativo de la velocidad de la luz, el objeto aumentaría significativamente en masa y disminuiría en tamaño. (2) Pero en realidad, moverse a la velocidad de la luz hace que un objeto con masa desarrolle masa infinita, de modo que cualquier cosa con masa nunca podrá moverse a la velocidad de la luz. (2) Sin embargo, los objetos pequeños, como las partículas subatómicas, pueden moverse a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Y cuando lo hacen, su velocidad hace que aumenten de masa y disminuyan de tamaño.

Podría considerarse imposible que las partículas nucleares tengan una velocidad de movimiento cercana a la velocidad de la luz, porque las partículas subatómicas tienen componentes específicos de espín cuántico. Como todas las partículas que forman los átomos son fermiones, cada una debe tener componentes de medio giro. (1) Sin embargo, los experimentos han demostrado que los quarks parecen existir como puntos o entidades unidimensionales dentro de los nucleones, similares a los electrones, (5) por lo que los quarks que comprenden protones y neutrones son probablemente las partículas fundamentales de los hadrones.

Entonces, los Quarks parecen ser las entidades que llevan el componente de medio giro generalmente atribuido a protones y neutrones, especialmente porque siempre hay un número desigual de partículas que forman protones y neutrones, incluso cuando se consideran los otros componentes de los nucleones. como electrones y neutrinos. Y esto significa que los protones y los neutrones no son realmente partículas en absoluto, sino que son sistemas compuestos compuestos de partes móviles más pequeñas y que tienen diferentes cargas internas similares a los átomos. No se considera que los átomos tengan componentes de giro cuánticos propios. Y dado que los quarks pueden suministrar el componente de medio giro requerido, podría considerarse que los nucleones tienen sus propios movimientos separados del componente de giro cuántico. Y así, las oscilaciones de los quarks entre sí podrían considerarse como los movimientos compuestos de los nucleones, o el movimiento general de los mismos nucleones.

Por lo tanto, la fuerza fuerte que interactúa con la fuerza electromagnética proporcionaría la energía para las oscilaciones de los quarks con nucleones, y estos movimientos de nucleones podrían ser comparables a las velocidades relativistas, ya que los nucleones podrían tener momentos angulares separados de los componentes del espín cuántico. Por lo tanto, este escenario proporciona un posible mecanismo para que la fuerza fuerte sea la causa de la gravedad.

5. Desarrollando una ecuación unificadora

Salam y Weinberg han demostrado que el electromagnetismo está relacionado con la fuerza débil, por lo que, en conjunto, ambos deben considerarse componentes de la fuerza combinada de electrodébil. (3, 4) Y dado que la gravedad no es en sí misma una fuerza separada, esto deja solo la fuerza electrodébil y la fuerza nuclear fuerte como las dos fuerzas de la naturaleza. Entonces, esta nueva interpretación de la gravedad combinada con la teoría de Salam-Weinberg, permite una nueva comprensión de la energía en general. Como se discutió anteriormente, la fuerza fuerte probablemente interactúa con la fuerza de electroválvula y por lo tanto causa la mayor parte de la masa y también la gravedad en los átomos a través de efectos relativistas. Y dado que los átomos forman la materia, y la materia y la energía son intercambiables, (2) entonces es posible que los aspectos principales de la naturaleza se unifiquen en una ecuación.

Einstein relacionó la energía E y la masa M por la velocidad de la luz C en su ecuación de:
E = MC ^ 2. E3
Y en su discusión sobre la relatividad general, afirmó que las dimensiones están inextricablemente relacionadas con la masa. (2,8) Y como la masa está presente en su ecuación (2), se debe suponer que las dimensiones están presentes. Einstein también mostró que las dimensiones espaciales reaccionan de manera opuesta a la masa con respecto a los efectos relativistas como se ve en las ecuaciones E1 y E2. (2) Por lo tanto, las dimensiones se pueden agregar como complemento a la masa como M / D. Y así, la ecuación E3 se convierte en:
E = MC ^ 2 / D. E4

Dado que aquí se supone que la gravedad no es una fuerza separada de la naturaleza, la energía E debería estar compuesta solo por la fuerza de electrodepresión Eew y la fuerza fuerte Esf. Y si los quarks de un protón pudieran aislarse, se cree que representan aproximadamente el 1.33 por ciento de la masa de un protón, a un valor promedio de 12.5 MeV (de un rango de 6 a 19 MeV). (10) Entonces, la diferencia entre la masa de los quarks de un protón y la masa de un protón, es la cantidad de masa que es teóricamente atribuible a la fuerza fuerte a través de la acumulación e interacción de gluones. Esto significa que la fuerza fuerte que llevan los gluones aumentaría la masa de protones de 12.5 MeV a 938.28 MeV, que es un aumento de 75.0624 veces. El efecto de la fuerza fuerte que es comparable al efecto relativista de la velocidad, por lo tanto, causaría un aumento de la masa y una contracción de las dimensiones espaciales de aproximadamente 75 veces, lo que es una reducción de aproximadamente el 1,33 por ciento de su tamaño anterior.

Einstein dio la ecuación que rige la contracción del espacio debido a los efectos relativistas como:
1 / D = (1-V ^ 2 / C ^ 2) (2). E2
Y al insertar 75.0624 como el valor de D, es evidente que la gravedad como contracción espacial es causada por un efecto relativista comparable a aproximadamente el 99.99 por ciento de la velocidad de la luz. Y sería este efecto el que causa el aumento de aproximadamente 75 veces en la masa nuclear, que es la mayor parte de la masa de los átomos, y también hace que las dimensiones del núcleo se reduzcan en el mismo 75 veces.

Entonces, la ecuación E2 puede ser sustituida por D en la ecuación E4 o E5, revelando los orígenes relativistas de la masa y la gravedad:
E = MpC ^ 2 / D. E5
Y esta ecuación E5 muestra que si los nucleones actúan sobre la fuerza que imparte un movimiento que es comparable a una velocidad de aproximadamente 99.99 C, causa una contracción dimensional de D = (1-V2 / C2) a aproximadamente 1.33 por ciento de su anterior volumen, aumentando la masa de las partículas fundamentales Mp a:
M = Mp / (1-V ^ 2 / C ^ 2) E6
La masa total de quarks de los protones Mp a 12.5 dividida por 0.01332 es igual a la masa observada de protones M, a 938.28 MeV.

Al mismo tiempo, dado que las dimensiones están compuestas de espacio y tiempo, con el espacio S reaccionando opuestamente al tiempo en lo que respecta a los efectos relativistas, los efectos relativistas en el espacio S y el tiempo T serían:
1 / D = T / S = T / S (1-V ^ 2 / C ^ 2) E7
lo que ampliaría la duración de la dimensión del tiempo, haciendo que se desacelere aproximadamente 75 veces. Pero el espacio consta de tres dimensiones, que es el volumen. Y dado que el helio tiene dos pares de nucleones, su volumen de 10 ^ -13 cm se reduce aproximadamente 75 veces. Y dado que el volumen de un núcleo atómico en comparación con el volumen de un átomo es proporcional al número de nucleones que contiene, este porcentaje permanece esencialmente constante para todos los elementos. (5) Y así, una contracción relativista del núcleo atómico siempre se reduciría en la misma proporción en todos los átomos. Por lo tanto, el aumento en la masa de átomos debido a la fuerza fuerte siempre sería proporcional al tamaño de la contracción dimensional de sus núcleos, sin importar su composición. Y esta es la razón por la cual se observa que la gravedad no se ve afectada por la composición de la materia que causa la gravedad.

6. La ecuación de Einstein para la gravedad

En su ecuación para la gravedad:
Gab = (8 G / C ^ 2) Pestaña E8
Einstein relacionó su tensor para la curvatura espacio-temporal Gab, con el tensor de impulso de energía Tab, en 8 G / C ^ 2. Entonces, el factor que relaciona el momento y la curvatura del espacio-tiempo es 8 veces la constante gravitacional de Newton G dividida por la velocidad de la luz al cuadrado C ^ 2.

En otra de sus ecuaciones:
Re = GM / 3C ^ 2 E9
Einstein muestra que el radio en exceso Re de la curvatura espacial está relacionado con la constante gravitacional de Newton G, multiplicada por M como momento multiplicado por la fórmula para el volumen de una esfera, dividida por 3 y dividida por la velocidad de la luz al cuadrado. Entonces, las ecuaciones E8 y E9 se refieren a la curvatura del espacio-tiempo, y ambas contienen G dividido por C ^ 2, así como el impulso en los dos factores de M y Tab. Pero difieren en un factor de 3 por 8, o 24, y 24 es igual a 75.3982. Entonces, el factor de D en la ecuación unificada E4 se puede comparar con la ecuación gravitacional de Einstein E8 donde D es igual a 75.0624 y 24 es igual a 75.3982. Por lo tanto, es obvio que estos números son casi iguales, siendo diferentes en menos de la mitad del uno por ciento. El factor de 8 en la ecuación de Einstein es, por lo tanto, comparable al aumento de masa relativista de las partículas fundamentales, donde D igual a 75.0624 se compara con 24 y D / 3 igual a 25.0208, se compara con 8.

Dado que el factor de D es un promedio y una aproximación, mientras que 8 es absoluto, se considera que 8 es el número correcto. Y, por lo tanto, D se establece como igual a 8. Entonces, el factor para la contracción dimensional D es igual (1 / C ^ 2 / V ^ 2) y se divide por 3, y puede ser sustituido por 8 en la ecuación de Einstein para la gravedad (8), que luego se convierte en:
Gab = DG / 3C ^ 2 Tab. E10
Y esta ecuación revisada E10 incorpora el nuevo concepto de la constante gravitacional D, que es igual a (1-V ^ 2 / C ^ 2) como la contracción relativista del espacio-tiempo debido a la gravedad. Y D también es igual a 8, lo que equivale a 25.1327, lo que revela los orígenes relativistas de 8 y D, y también de la gravedad.

Entonces, la ecuación revisada E10 básicamente establece que la curvatura dimensional está relacionada con el momento y, por lo tanto, con la masa, por el factor gravitacional relativista de D / 3 veces la constante gravitacional de Newton, dividido por la velocidad de la luz al cuadrado. Y el efecto en nucleones comparable a la velocidad relativista que resulta en una contracción de las dimensiones espaciales de D = (1-V ^ 2 / C ^ 2) a una velocidad V comparable al 99.99 por ciento de la velocidad de la luz, significa que las ecuaciones E8 y E10 son iguales y, por lo tanto, aún permitirían que la ecuación revisada funcione tal como Einstein había previsto. Pero también proporciona la información adicional de que 8 es igual a D / 3, como los orígenes relativistas de 8 y D, y por lo tanto de la gravedad. Y dado que el factor de D hace que la masa de las partículas fundamentales se incremente en 75.3982 veces, esto muestra que los quarks de un protón deben tener una masa total original de 12.4443, que es menos de la mitad del uno por ciento diferente de la derivada recientemente valor promedio de la masa total de los quarks de un protón. (10)

Por lo tanto, esta nueva teoría de la gravedad puede fusionarse con la ecuación de Einstein que relaciona la materia y la energía E3, para desarrollar una ecuación unificada general E4, que incluye las principales facetas de la naturaleza como energía en forma de electrodébil y las fuerzas fuertes, la materia como leptones y hadrones, y la contracción de las dimensiones como la gravedad como el factor D. Y la ecuación de Einstein para el efecto relativista de la velocidad en las dimensiones E2, con un efecto comparable a una velocidad V del 99.99 por ciento de la velocidad de la luz C, provoca una contracción de las dimensiones espaciales de D = 75.3982 y D / 3 = 25.1327, como la causa de la gravedad. Pero el factor D puede permitir una mejor comprensión de la base de la gravedad, ya que el nuevo factor gravitacional de D / 3 igual a 8 en la ecuación E10, revela los orígenes relativistas de la gravedad, ya que se ha demostrado que la gravedad es comparable a un efecto relativista . Por lo tanto, se muestra que la gravedad que parece ser una fuerza aceleradora directa tiene una causa indirecta y, por lo tanto, debe actuar de manera totalmente pasiva, haciendo que un cuerpo de materia simplemente siga el camino de menor resistencia, que es una línea recta en el espacio curvo -hora.

7. La gravedad de las partículas fundamentales.

En su discusión sobre la relatividad general, Einstein observó que los electrones producen una pequeña cantidad de gravedad propia, (2) que es otra forma de decir que cualquier cosa con masa produce gravedad proporcional a su masa. (1,2) Sin embargo, dado que la masa inicial de electrones es pequeña, y dado que su masa no se ve afectada por la fuerza fuerte, y también porque su velocidad promedio en los átomos normalmente se estima en aproximadamente 10 ^ -6 ms ^ -1 , (9) casi no habría cambios en su masa debido a los efectos relativistas.

Como generalmente se considera que la fuerza fuerte aumenta la masa de los quarks, y este aumento se ha calculado aquí en aproximadamente 75.3982 veces, entonces la masa original de los quarks en los protones sería 12.4443 MeV. Y si los protones y los neutrones tienen esencialmente las mismas fuerzas que actúan sobre ellos, sus quarks aumentarían de manera comparable debido a estos mismos efectos relativistas. Así, los neutrones parecen tener una masa original de alrededor de 12.4614 MeV. Y así, el concepto básico de los quarks de protones y neutrones que suministran una masa inicial combinada de aproximadamente 24.9057 MeV, con la fuerza fuerte multiplicando la masa de quarks por 75.3982 veces, mediante la creación de nubes virtuales de gluones para obtener la masa observada de nucleones, y esta masa de 1,878.845 MeV más la masa de un electrón a 0.511 MeV que equivale a 1,878.356 MeV, por lo tanto, parece estar en buen acuerdo con los resultados experimentales, así como con nuestra comprensión general de la naturaleza. Y, por lo tanto, alrededor del 1.356 por ciento de la gravedad sería producida por las partículas fundamentales, y el equilibrio sería producido por los efectos relativistas de la fuerza fuerte que aumenta la masa de los quarks en los nucleones.

Sin embargo, las ecuaciones unificadas E4 y E5 en la sección anterior retratan incorrectamente los efectos relativistas como un aumento de la masa de todas las partículas fundamentales. Por lo tanto, estas ecuaciones deben revisarse para separar los leptones de los hadrones, ya que los leptones generalmente se aceptan como no afectados por la fuerza fuerte. (1) Por lo tanto, la ecuación unificada debe revisarse para que lea:
E = (Ml + Mh / D) C ^ 2 E11
que luego mostraría correctamente que el aumento de masa debido a la fuerza fuerte actúa solo sobre los quarks en hadrones, cuya masa se agregaría a la masa de los leptones no afectados, para igualar la masa total observada de electrones más nucleones. Y además, dado que los neutrones pueden formarse mediante el quark up de un protón que se combina con un electrón y un antineutrino para formar un quark down, (9) entonces la masa del neutrón cambiaría solo alrededor de 0.511, lo que equivale a 12.9553 (o posiblemente menos, si un antineutrino esencialmente tiene una anti-masa). Y esto está más cerca del valor calculado anteriormente, que el valor que se ha obtenido experimentalmente. (10) Por lo tanto, las masas de quarks arriba y abajo pueden ser más similares de lo que se presume. En cualquier caso, si un quark up es comparable a un quark down más un electrón y un antineutrino, entonces esto sería consistente con la conservación de la carga eléctrica, y un conjunto de un electrón, un protón y un neutrón serían comparables a cuatro cargas negativas en cuatro electrones y cuatro cargas positivas en seis quarks ascendentes. Esto también significaría que los leptones estarían básicamente cargados negativamente y aumentarían los quarks, ya que las partículas fundamentales de los hadrones tienen carga positiva. Y esto también podría explicar por qué la fuerza fuerte actúa solo en hadrones, ya que sería un atributo de partículas cargadas positivamente con un efecto solo en distancias muy cortas. Y así, la fuerza fuerte solo podría afectar a los leptones si están cerca, como cuando se absorben para cambiar un protón a un neutrón.

8. Gravedad en el Universo Temprano

Es el consenso general de que al comienzo del universo, solo existía energía pura, y luego, durante la primera fracción de segundo de la expansión del universo, se cree que se formaron partículas fundamentales. (6,11) Y a estos les siguió rápidamente la formación de protones y neutrones, y luego mucho más tarde la formación de átomos. (6,11) Pero si la gravedad es causada básicamente por aumentos relativistas en la masa de nucleones, entonces al comienzo del universo cuando no había materia, habría habido poca o ninguna gravedad. Y un poco más tarde, cuando solo había partículas fundamentales, todavía habría habido solo alrededor del 1,33 por ciento de la masa de materia actual, ya que las partículas fundamentales solo representan esta cantidad de masa de materia. Y así, las partículas fundamentales todavía habrían producido muy poca gravedad. No hasta aproximadamente 10-3 segundos cuando los nucleones se habían formado, (6,11) la gravedad habría aumentado a su fuerza actual. Y esto significa que al comienzo del universo durante su período inflacionario inicial, habría habido muy poca gravedad para frenar su expansión, ya que los protones y los neutrones aún no se habrían creado.

Hasta ahora, faltaba una explicación simple para el período inflacionario inicial de la expansión del universo. Pero la ausencia de partículas nucleares habría significado que las partículas fundamentales inicialmente habrían producido muy poca gravedad cuando el universo apenas comenzaba a expandirse. Entonces esto proporcionaría un mecanismo simple para un período inflacionario que se cree que ocurrió aproximadamente durante el primer segundo del universo primitivo. Y si la mayor parte de la masa y, por lo tanto, la mayor parte de la gravedad se produce como un subproducto del efecto relativista de la fuerza fuerte sobre los protones y los neutrones, entonces los protones y los neutrones tendrían que existir antes de que hubiera mucha gravedad disponible para ralentizar la expansión del universo primitivo .

Y esto explicaría por qué el universo tuvo un período inflacionario durante el cual su diámetro podría haberse expandido hasta aproximadamente 300 kilómetros (a la velocidad de la luz) desde el tiempo cero hasta aproximadamente 10 ^ -3 segundos de su historia temprana, antes del efecto completo de gravedad comenzó a ralentizar su expansión. Y dado que la gravedad no se habría producido en cantidades sustanciales hasta después de la formación de nucleones, este escenario también proporciona un mecanismo para que finalice el período inflacionario temprano, y para que el universo comience a reducir lentamente la tasa de expansión a lo que se observa hoy . Se han propuesto otras hipótesis para superar la gravedad que supuestamente existió en el universo primitivo. Pero dado un estado inicial de expansión rápida que generalmente se supone para el comienzo del universo, una falta de gravedad natural hace que estas otras explicaciones sean innecesarias y demasiado complicadas, ya que la falta de gravedad en el universo temprano puede proporcionar una solución simple para el período de inflación que generalmente se acepta que ocurrió en el universo temprano.

9. Conclusiones

Esta teoría de la gravedad propone que las características únicas de la fuerza nuclear fuerte son comparables a un efecto relativista del movimiento cerca de la velocidad de la luz, causando un aumento de la masa y una reducción de las dimensiones espaciales dentro del núcleo atómico. Y cada núcleo atómico separado por el espacio vacío relativamente grande dentro de los átomos, causaría que la contracción del núcleo se reduzca antes de que pueda afectar a otra materia. Y una colección de materia con cada nucleón causando una ligera contracción del espacio, produciría un efecto que sería aditivo y, por lo tanto, sería proporcional a la cantidad de masa presente, y también sería inversamente proporcional a la distancia. Por lo tanto, esta contracción espacial de los nucleones sería la causa de la curvatura del espacio que se ha identificado como el efecto de la gravedad, y se sabe que es aditiva, proporcional a la masa e inversamente proporcional a la distancia entre los cuerpos gravitacionales.

Los efectos de la gravedad son, en cualquier caso, comparables a los efectos relativistas en cosas tales como la longitud de onda de la radiación electromagnética, la desintegración nuclear y la dilatación del tiempo, incluso cuando la gravedad no produce velocidades suficientes para causar tales efectos directamente. Y así, la gravedad debe tener orígenes relativistas. Y la fuerza fuerte es ciertamente lo suficientemente fuerte como para causar contracciones relativistas y, por lo tanto, causar la curvatura del espacio dentro de los núcleos atómicos, que luego se expandiría hacia el espacio fuera de cada átomo. Y dado que los núcleos atómicos están normalmente aislados por el volumen relativamente grande del átomo en comparación con el núcleo, esto indirectamente causa el efecto de la gravedad, que por lo tanto necesariamente se observaría como relativamente débil.

Por lo tanto, la gravedad sería completamente un efecto de campo de átomos interactivos y / o acumulaciones de átomos, con la curvatura del espacio actuando tanto como el efecto como el intermediario. Y, por lo tanto, la gravedad no puede considerarse como una verdadera fuerza de la naturaleza, ya que no sería transferida por partículas cuánticas como lo son la fuga eléctrica y las fuerzas fuertes. Pero más bien, la fuerza fuerte actuaría directamente para aumentar relativistamente la masa y contraer el espacio-tiempo, que luego actuaría sobre otra materia a través del intermediario del espacio-tiempo curvo, con el efecto general de la gravedad siendo pasivo e indirecto. Entonces, los gravitones que se suponía que existían, por supuesto, no existirían, ni habría gravedad cuántica como tal. Y esto explicaría por qué nunca se han observado los gravitones, y también explicaría cómo la teoría de la relatividad general de Einstein parece explicar la gravedad sin considerar ningún efecto cuántico, porque es correcto al explicar la gravedad como un efecto de campo. Y la ruptura de la relatividad general en condiciones extremas, como en los agujeros negros, no invalida la relatividad general per se, ya que ninguno de los comportamientos de la materia se entiende realmente en estas condiciones extremas.

10. Resumen

Por lo tanto, la nueva teoría propone lo siguiente:

  1. La gravedad se debe a los efectos relativistas de la fuerza fuerte que causa aumentos en la masa y una contracción comparable del espacio en el núcleo atómico, diluido por el mayor volumen atómico. Y es por eso que Newton podría mostrar que la gravedad es proporcional a la masa, es por eso que Einstein podría mostrar que la gravedad es equivalente a la curvatura del espacio-tiempo, y también es por qué la gravedad causa efectos relativistas sin impartir velocidades relativistas, ya que todos estos tienen como base, los efectos relativistas producidos por la fuerza fuerte en los nucleones,
  2. Los efectos de la fuerza fuerte son comparables a la velocidad relativista al 99.99 por ciento de la velocidad de la luz, lo que aumenta la masa de los quarks en un factor de 75.3982 al producir nubes de gluones virtuales y, por lo tanto, proporciona alrededor del 98.7 por ciento de la masa a la materia.
  3. La materia consiste en electrones como partículas fundamentales negativas de los leptones y quarks ascendentes como partículas fundamentales positivas de hadrones, con una carga eléctrica de +2/3 y una masa original de 12.4443 MeV para los quarks en protones. Y dado que la fuerza fuerte es transportada por estas partículas fundamentales cargadas positivamente y los efectos de la fuerza fuerte se limitan a distancias muy cortas, los electrones no se ven afectados por la fuerza fuerte, por lo que sus masas no se incrementan de esta manera.
  4. Y dado que la gravedad es un efecto indirecto de la fuerza fuerte y, por lo tanto, no es una fuerza separada, la energía consiste solo en la fuerza de electrodepresión y la fuerza fuerte.
  5. Las ecuaciones de Einstein E2 y E3 se pueden combinar con los conceptos de esta teoría para formar la siguiente ecuación unificada:
    E = (Ml + Mh / D) C ^ 2 E11
    donde E es igual al electrodébil y las fuerzas fuertes, Ml es igual a la masa de los leptones, Mh es igual a la masa de las partículas fundamentales del quark up de los hadrones, y D es el factor relativista para la gravedad igual a:
    1 / D = (1-V ^ 2 / C ^ 2). E2
  6. La ecuación de Einstein para la gravedad también se puede revisar como:
    Gab = (DG / 3C ^ 2) Tab. E10
    Y dado que D es igual a 24 y 75.3982, y dado que D / 3 es igual a 8 y 25.1327, D / 3 intercambiado por 8 no cambia la ecuación de Einstein para la gravedad, excepto para revelar los orígenes relativistas del factor 8 y de la gravedad.
  7. Esta comprensión de que la gravedad es el resultado de la pequeña masa inicial de quarks que se multiplica por el efecto de la fuerza fuerte que es comparable a la velocidad relativista en los nucleones, también sugiere que el universo primitivo habría tenido muy poca gravedad antes de la formación de partículas fundamentales. y núcleos. Y esto proporciona una explicación simple para el período inflacionario en el universo primitivo, que habría ocurrido debido a la ausencia de gravedad, y que habría cesado cuando la mayor parte de la gravedad surgió más tarde con la condensación de energía en protones y neutrones.
  8. Esta teoría propone que la gravedad es causada por los efectos de la fuerza fuerte comparable a la velocidad relativista. Y, por lo tanto, predice que la masa correcta para los quarks en protones es 12.444325 MeV. Y dado que la gravedad no es una fuerza separada, la teoría predice que los gravitones nunca se encontrarán, ya que no existen. Y dado que la gravedad tiene orígenes relativistas, la gravedad debería causar, paradójicamente, efectos relativistas sin causar velocidades relativistas, e incluso debería causar efectos relativistas en objetos que tienen velocidad cero en campos gravitacionales. Por lo tanto, es significativo que todas estas predicciones sean consistentes con las observaciones de la naturaleza, y también con los hallazgos experimentales, en este momento.

11. Referencias

  1. Loyd Motz y Jefferson Weaver, La historia de la física (Plenum Press, Nueva York, 1989)
  2. Albert Einstein, Sobre lo especial y la teoría general de la relatividad , traducido por Robert Lawson (Crown Publishers, Nueva York, 1916)
  3. Steven Weinberg, El descubrimiento de partículas subatómicas, (Scientific American Books, Nueva York, 1983)
  4. Steven Weinberg, Sueños de una teoría final, (Pantheon Books, Nueva York :, 1992)
  5. Heinz Pagels, El Código Cósmico, (Simon y Schuster, Nueva York, 1982)
  6. John Seaborn, Understanding the Universe, (Springer, Nueva York, 1997)
  7. John Stewart, Relatividad general avanzada, (Cambridge University Press, Nueva York, 1993)
  8. John Archibald Wheeler, Un viaje hacia la gravedad y el espacio-tiempo, (Scientific American Library, Nueva York, 1987)
  9. Paul W. Davies, The Forces of Nature, (Cambridge University Press, Nueva York, 1986)
  10. C. Caso, et al., Review of Particle Physics, Eur. Phys. Rev. J. C 3 1 (Partícula
  11. John Gribbon, Space Warps, (Delacorte Press, Nueva York, 1983)
  12. AK Raychandhuri, Cosmología teórica, (Clarendon Press, Nueva York, 1979)

Nota al pie : ^ significa que el número que sigue a ^ es un exponente.

Notas al pie

[1] La causa de la gravedad (html)

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