¿Cómo podemos estar seguros de que el vacío del espacio está realmente vacío y no es un medio cuántico?

Su hipótesis es, de hecho, exactamente lo que todos pensaron, al principio. Hasta entonces, nadie había visto propagarse las olas, excepto a través de los medios de comunicación, por ejemplo, ondas en la superficie del agua, ondas de sonido a través del aire o desplazamientos en una cuerda o cordón elástico. Pero en todos estos ejemplos, el medio (cuerpo de agua, masa de aire, cuerda o cordón elástico) tenía su propio marco de referencia. Todos estaban en reposo, o si se movían en alguna dirección, entonces las ecuaciones de onda solo eran ciertas si uno se movía junto con ellas y hacía mediciones desde ese punto de vista. De lo contrario, las soluciones a la ecuación de onda tendrían que ajustarse para tener en cuenta el movimiento del observador en relación con el medio.

Entonces, la idea de que la luz se propaga como una onda electromagnética parecía implicar la existencia de algún medio no descubierto, que luego se denominó “el éter luminífero”. La posibilidad de descubrir una sustancia completamente desconocida, implicada indirectamente pero definitivamente por las ecuaciones de Maxwell , desencadenó un poco de emoción, y se realizó una búsqueda para encontrar el éter. Lo más obvio para buscar era el movimiento relativo al éter, ya que sería extraño si, con todo el movimiento idiosincrásico de la Tierra (rotación, revolución sobre el sol, movimientos intra e intergalácticos), de alguna manera la Tierra iría exactamente a la misma velocidad y dirección que el éter. El experimento de Michelson-Morley fue el vértice de estos experimentos, y demostró que, sin importar en qué dirección la luz viajaba, la velocidad era la misma. Ese fue el final de la hipótesis del éter, porque mostró que la velocidad de la luz era constante en todos los marcos de referencia, es decir, sin importar la velocidad o la dirección. n el observador de la onda de luz viaja a.

Este es el supuesto fundador de la teoría de la relatividad. Si intentas salvar la noción del éter adaptándolo para que sea consistente con la constancia de la velocidad de la luz, encontrarás que tu teoría es equivalente a la relatividad.

El vacío del espacio no está realmente vacío. Es mucho más vacío que el aire aquí en la superficie de la Tierra. Pero el vacío del espacio todavía está lleno de cosas: principalmente átomos de hidrógeno (varios átomos por centímetro cúbico), partículas microscópicas de polvo, radiación, etc.

No sé qué significa “algún medio cuántico”. Sin embargo, con respecto a la cuestión de las ondas electromagnéticas, sabemos que no son vibraciones de un medio debido al famoso experimento de Michelson y Morley en 1887. Si las ondas electromagnéticas como la luz viajaran en un medio (que los físicos del siglo XIX llamaron el éter electromagnético ), el movimiento de la Tierra a través de ese medio afectaría las mediciones de la velocidad de estas ondas. Específicamente, la velocidad de la luz en la dirección del movimiento de la Tierra a través del éter y en una dirección perpendicular a ella sería diferente. Sin embargo, Michelson y Morley descubrieron que este no era el caso: que la velocidad de la luz es la misma en todas las direcciones, sin verse afectada por el movimiento de la Tierra. Por lo tanto, la idea de que las ondas electromagnéticas son vibraciones de tal medio tuvo que ser descartada.

Pero, hasta cierto punto, tal vez se justifique la visión del siglo XIX. La visión moderna es que existe el único campo electromagnético, siempre presente, en todas partes; y la radiación (luz, ondas electromagnéticas) se propagan como cambios de este campo electromagnético. Esta es también la visión de la teoría cuántica de campos. Aún así, aconsejo precaución contra la conceptualización de este campo como un medio tangible. No lo es. El campo en sí no tiene una realidad física observable; de hecho, se puede redefinir sin cambiar el resultado de las observaciones, y es posible formular la teoría (al menos en el nivel clásico) al prescindir completamente del concepto de campo.

Entonces, cosas a considerar:

la luz siempre viaja a la velocidad de la luz.

Por interferometría se demostró que no hay cambio en la longitud de onda, sin importar en qué dirección se encuentre. Esto sucedería si hay un medio que viaja en relación con el observador / la fuente de luz.

Es por eso que asumimos que la luz no viaja en un medio.

Sin embargo, cuando hablamos de vacío no es tan fácil. En algunos clásicos, el vacío está vacío, pero en la mecánica cuántica hay una constante creación y anilación de partículas virtuales. Por cierto: este efecto conduce al efecto Casimir, donde dos placas que están muy cerca se atraen entre sí sin ninguna otra interacción. Viene porque la densidad de partículas virtuales fuera del espacio entre las placas es menor que afuera.

Esto es lo que sabemos:

  • Los fotones llevan la fuerza electromagnética.
  • Los fotones viajan a través del espacio-tiempo
  • Los fotones son excitaciones del campo electromagnético.

Los campos son un concepto bastante abstracto para ser honesto, pero en términos generales se puede imaginar un campo como el agregado de sus componentes.

Tenga en cuenta que cualquier fotón individual no necesariamente existe en ningún punto en el espacio o el tiempo, por lo que sabemos, el fotón solo se manifiesta en una interacción y de lo contrario existe ‘en algún lugar’ a lo largo de su función de onda (una descripción de la probabilidad de que exista el fotón) en un momento dado en una posición en el espacio *).


TL; DR: La fuerza electromagnética se propaga a través del espacio-tiempo.

Y sí, eso es una simplificación, estoy escribiendo para un estudiante de secundaria y no quiero entrar en partículas virtuales y escalares para no confundir más de lo que explico 😉

La respuesta depende de lo que defina su medio.

Cuando hablamos de medio, generalmente nos referimos a la materia. Cuando decimos que el espacio es un vacío, básicamente queremos decir que está desprovisto de materia. Pero la materia es solo una parte de la imagen. La energía es la otra parte. Einstein demostró, con su famosa ecuación E = mc ^ 2, que la materia es solo otra manifestación o propiedad de la energía. Ahora sé que esto va un poco más profundo en física, pero escúchame.

Como la materia misma es una manifestación de la energía, hablemos más en términos de energía. ¿Puede haber energía en el vacío? La respuesta es sí. Puede haber energía incluso cuando no hay materia. Y esta energía puede moverse. Una de estas energías en movimiento es lo que llamamos luz.

Como puede ver, es solo una cuestión de definición. Es más como la comunicación. Si tendemos a hablar para comunicarnos, estamos utilizando el habla como medio de comunicación. Ahora también podemos comunicarnos usando señales manuales, sin hablar. Entonces, ¿nos estamos comunicando sin un medio? ¿O deberíamos decir que las señales manuales también son un medio de comunicación, solo un medio diferente?

Entonces, lo que debe recordar es que tiene toda la razón al pensar que el vacío no está realmente vacío. Está vacío del asunto que conocemos e interactuamos. ¡Pero ciertamente puede haber energía, por lo que no es tan “vacía” cuando piensas en ello!

Hay quienes entienden correctamente que la dualidad onda-partícula es una partícula en movimiento y es una onda asociada.

Hay un experimento macro de doble rendija hacia el final del video.

El siguiente video se refiere a De Broglie, quien se refirió al “medio subcuántico” como lo que se agita en un experimento de doble rendija.

Teorías del éter

Robert B. Laughlin, Premio Nobel de Física, catedrático de física, Universidad de Stanford, dijo lo siguiente sobre el éter en la física teórica contemporánea:

El concepto moderno del vacío del espacio, confirmado todos los días por el experimento, es un éter relativista. Pero no lo llamamos así porque es tabú.

La onda de dualidad onda-partícula es una onda en el éter relativista.

A lo que usted se refiere como el “medio cuántico”, De Broglie se refiere como el “medio subcuántico” y Laughlin se refiere como el “éter relativista”.

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