¿Alguien realmente entiende por qué funcionan los campos de fuerza, como los electromagnéticos, cuánticos y gravitacionales?

Su pregunta es bastante legítima y, sí, no tenemos respuestas definitivas, solo modelos matemáticos que coinciden con bastante precisión con nuestras observaciones y experimentos en una amplia gama de escalas (desde la cuántica hasta el universo). Actualmente no podemos responder realmente “por qué” algunas cosas muy fundamentales (como las partículas cuánticas, luego la gravedad, el tiempo, el espacio-tiempo …) se comportan como lo hacen, porque solo podemos adivinar lo que está “más allá”, a un nivel “más bajo”, más fundamental. Por ejemplo, sabemos que existe la longitud de onda de De Broglie (el pilar principal de la mecánica cuántica) basada en observaciones, y además, cuando se presenta una teoría apropiada, funciona de maravilla. Pero, básicamente, no sabemos por qué el asunto se comporta así.

Sin embargo, un modelo matemático comprobado (es decir, haciendo coincidir las observaciones con una precisión conocida) puede tener varias interpretaciones diferentes (ver muchas Interpretaciones de la mecánica cuántica como ejemplo), por lo general no proporciona ninguna ventaja tangible sobre el modelo matemático en bruto, por lo que muchos autores simplemente evite mencionar cualquier cosa “más allá” del modelo si no está firmemente establecido; podría ser una disciplina por sí solo para tratarlo. En algunos casos, una explicación “intuitiva” incorrecta o presentada incorrectamente puede ser incluso muy engañosa.

De lo contrario, el campo magnético de su comentario puede explicarse utilizando una teoría más fundamental de la relatividad especial, sin embargo, muchos científicos ni siquiera se molestan por eso, ya que en la mayoría de los casos no es práctico para su uso. Pero, las tres fuerzas de su pregunta, están al borde de nuestro conocimiento y actualmente no tenemos una mejor explicación para ellas (excepto tal vez QED para la fuerza electromagnética y la relatividad general para la gravedad).

En mi opinión personal, un campo es solo una herramienta matemática muy práctica que proporciona la “linealización” (interpolación) de una propiedad física entre partículas discretas a lo largo del espacio-tiempo que, de nuevo, es una expectativa macroscópica promedio del comportamiento de muchas de esas partículas discretas. Hasta que descubramos qué espacio-tiempo es distinto de un sistema de cuatro coordenadas en nuestros modelos, tenemos que lidiar con varios campos que lo impregnan. Y sigue preguntando por qué, por supuesto.

Otras respuestas aquí invocan la cuestión del “¿por qué?” En las ciencias; Yo mismo he argumentado que las matemáticas saben que no puedes estar siempre haciendo preguntas sucesivas de por qué sin causar una cadena interminable o una circularidad, que las ciencias tienen éxito si pueden cambiar adecuadamente un por qué a un cómo, y que todos los por qué parecen ser eso. han sido respondidas, o se reformulan cómo, o aterrizan en la línea de fondo muy moderna de físicos avanzados sabios de las grandes preguntas científicas de nuestra era actual, que es “la verdad del asunto es: simplemente no sabemos” .

Según la física, la fuerza es la causa de las alteraciones en el movimiento, es decir, de las aceleraciones y sus derivados adicionales, y no creo que lo que he estado aprendiendo durante décadas de mi educación en todos los continentes sea ciencia ingenua o de cómic. . Incluso Wikipedia lo dice en el párrafo superior aquí: Fuerza – Wikipedia

Según mi comprensión del mundo, que puede ser un poco matemático clásico, lo que sí observo directamente son las alteraciones del movimiento, no su causa. Incluso un tirón o un empujón o una patada o un puñetazo es algo que uno hace, no un domo que es . Y un apriete de una cuerda o resorte es el inicio del ejercicio de una alteración motora (a corto o largo plazo o permanentemente), que también está bloqueada. Y las “fuerzas” de la naturaleza (incluidas las gravedades) son todas entidades supuestas que cubren descripciones de aceleraciones, en el lado parabólico ( parabólico como en la Biblia, no como en geometría).

Según mi comprensión de la lógica, que puede ser un poco profunda, del lenguaje, que puede ser un poco políglota, y de la percepción humana, que puede ser un poco artística, una causa es la respuesta a una pregunta de por qué. Entonces, si, según Feynman y para nosotros los matemáticos, la ciencia no responde a las preguntas de por qué, ¿dónde pone eso la dinámica, con cada mención de fuerzas, campo sin campo, ya que las fuerzas son por qué?

En este mismo sentido, preguntar por qué una fuerza funciona resuena como preguntar “¿por qué causa una causa?” O … “¿por qué?” …

Sólo me preguntaba. Y no estoy del todo seguro de que estaría empujando los conceptos demasiado lejos si afirmara que, desde la dinámica en adelante, dondequiera que las fuerzas estén involucradas o involucradas, o mencionadas o implicadas o insinuadas, dependiendo de este argumento aquí, TODA la física es prácticamente metafísica . No estoy contento, pero me temo que tengo que sucumbir al destino (que también es metafísica).

Sí, pero muy pocos y son despreciados por no quedarse con la manada.

Todos esos efectos tienen mucho sentido cuando traducimos la mecánica cuántica en mecánica de fluidos con la teoría del vacío superfluido.

Básicamente es una teoría etérea, y para toda una comunidad estar tan equivocado durante tanto tiempo es realmente difícil para ellos, así que dejen un poco de holgura. Necesitan poder llamarlo un millón de nombres diferentes además de lo que es para poder ocultar la vergüenza. Necesitan dividir los pelos y decir que no es lo mismo salvar la cara.

Necesitan una manera no solo de calzarlo para que parezca que lo sabían todo el tiempo, sino que también necesitan personas duras, que no han estado aclimatando lentamente la corriente subterránea de la revolución como las generaciones más jóvenes tienen … que morir.

“La ciencia avanza un funeral a la vez”. – Max Planck

Con los avances en los modelos matemáticos de los efectos en la teoría de la onda piloto, (la “doble solución” de De Broglie recibió una actualización reciente de un investigador del MIT) verás que rompe la burocracia social en unos 10 años, predigo y finalmente podremos entender de nuevo en lugar de “callar y calcular” como si todos fuéramos un montón de IA.

… ¿Mencioné que trae de vuelta el determinismo y elimina todas las paradojas aparentes en la relatividad? ¿Que no queda una sola cosa mágica BS sin explicar o sin mecanismo? ¡Cosas divertidas! … pero discutirlo ahora mismo solo te causa problemas y si eres académico es básicamente una sentencia de muerte instantánea para tu carrera.

Así que asegúrese de usar las palabras de comadreja correctas como “teoría del vacío superfluido” y nunca diga “éter”. Tal vez nadie recuerde que Maxwell hizo las ecuaciones que todavía usamos hoy en día basadas en la mecánica de fluidos inviscid y tal vez nadie sepa “inviscid” y ¡Los “superfluidos” están relacionados en absoluto! Tal vez simplemente lo llamemos un “fluido ideal”.

Simplemente no digas “éter”, mantén la cabeza baja y finge que la vieja guardia tenía razón todo el tiempo … de alguna manera extraña. Sabes como; Lo has hecho por tus padres una y otra vez. Ahora tenemos que hacerlo como comunidad.

Las fuerzas físicas tienen más probabilidades de que la Naturaleza mantenga las cosas en orden y en movimiento.

Fuerza física :: Interacción social

Fuerza fuerte :: Madre y feto

Fuerza nuclear (débil) :: Madre e hijo

Fuerza electromagnética :: Vendedor y comprador

Fuerza gravitacional :: Ovejas

Al contrario de lo que algunos han escrito aquí, ¿por qué las preguntas son para mí la más fundamental de todas? Solo hay un problema con ellos: cuanto antes te encuentras con el problema de no poder responder. El legendario Feynman “casi sin respuesta” sobre la fuerza magnética es un ejemplo, pero si observa esa respuesta, comienza dando buenas respuestas de “por qué”, y termina mostrando que tiene que detenerse en algún lugar porque sigue profundizando. Y esta es la razón por la que creo que son buenas preguntas: pronto descubres lo que no sabes.

Sin la pregunta de por qué, puedes convencerte de que entiendes todo por lo que puedes calcular una respuesta. Cuando haga la pregunta de por qué requerida, verá que hay muchas cosas que no comprende. No sé por qué funcionan tales campos, o qué es un campo, aparte de una descripción matemática de asignar valores a algo, ya que se distribuye en algún espacio. Pero a medida que las personas intentan abordar tales preguntas, siento que aprenderemos mucho más. Nuestro problema en este momento es que no sabemos todo, y parece que no sabemos lo que no sabemos, lo que no es tan deseable.

Un campo, cualquier campo en general, es un objeto relacionado con los efectos de función en su vecindad, tiene una energía potencial, por lo tanto, tiene una fuerza. Por ejemplo, el campo gravitacional tiene un potencial -GM / r, donde la fuerza es INTEGRAL DE el potencial, – → F = G m M / r ^ 2

y el campo eléctrico tiene un potencial -kq Q / r ——-> F = kq Q / r ^ 2, por lo que cada vez que hay un determinado campo, hay una fuente para ello, la carga o corriente (carga móvil) es una fuente del campo electromagnético, este campo tiene fuerza debido a su energía potencial, afecta cualquier carga en su vecindad a través de su portador de fuerza, el fotón. Por el mismo principio, la masa es la fuente del campo gravitacional, tiene un efecto, como fuerza, afecta a cualquier masa en su vecindad a través de su portador de fuerza, el gravitón. Sobre esta base, cualquier campo se debe a la fuente y tiene una fuerza debido a su potencial, llevado por su bosón.

Hay varias formas en que los campos de fuerza descritos en ciencia ficción podrían funcionar, pero casi todos son mortales.

La fotoforesis es una opción donde los objetos se mueven con luz. Cuando una partícula se calienta de manera no uniforme por la luz, las moléculas de gas circundantes rebotan en la superficie de la partícula con diferentes velocidades, creando una fuerza que la empuja en la dirección de mayor iluminación a menor.

Otro es a base de plasma, actualmente está siendo investigado por Boeing. Se planea utilizar este método para desviar las ondas de choque de las explosiones cercanas y utiliza un arco electromagnético para cambiar la temperatura del aire y las densidades para desviar la onda.

Existen otros métodos que las personas están explorando, pero estos parecen ser los más probables en la actualidad.

Como se indica en todas las otras respuestas que veo hasta ahora: nadie parece entender.
Lo que puedo decir es que los textos sobre este tema parecen tener una inconsistencia en la terminología (si esa es una forma correcta de decirlo en inglés). Lo que quiero decir (y también lo veo en su pregunta), es que el electromagnetismo a menudo (¿siempre?) Se llama un campo o una fuerza con el fotón como la fuerza “portadora”. Para mí, esto suena extraño porque los fotones irradian paquetes de energía mientras que un campo es algo estático. Entonces, diría que el electromagnetismo no es una fuerza o un campo en absoluto. Los campos en mi libro son los campos de gravedad, eléctricos y magnéticos.
Ahora, mi suposición es tan buena como la de cualquiera, pero si supongo que lo que digo es correcto y el fotón no es en realidad un portador de fuerza, entonces al menos es obvio que nadie puede encontrar un portador de fuerza para Gravity porque no existe (radiante) portador de fuerza.
Esto todavía no nos acercaría más a encontrar una respuesta a su pregunta porque el problema sigue siendo encontrar los mecanismos detrás de los campos de gravedad, eléctricos y magnéticos. ¿Pero al menos dirigiría la búsqueda de una respuesta a su pregunta en otra dirección que podría llevarnos fuera del bosque, por así decirlo?
Hasta entonces, sigue siendo alucinante cómo funciona la acción a distancia de los campos.

¿El porque?’ es una pregunta que siempre puedes seguir preguntando, nunca encontrarás una respuesta definitiva. Al final de la línea siempre encontrarás algún tipo de cosa axiomática que solo debes aceptar.

Hay una explicación lógica de por qué una corriente eléctrica crea un campo magnético. Es simplemente debido a los efectos relativistas aplicados a un campo eléctrico. Pero luego puede preguntar “¿por qué el campo eléctrico funciona de la manera que lo hace?” O “¿Por qué nuestro universo es relativista?”.

En la primera pregunta, es probable que pueda ir un poco más allá con la forma en que la fuerza eléctrica se separó de la fuerza de fuga eléctrica, etc. En la segunda pregunta, la respuesta probablemente sería algo así como “Uhh, bueno, nuestro universo es relativamente relativista”. No sabemos por qué, en realidad no tenía que ser así. Aunque probablemente deberías estar contento porque parece que en un universo no relativista no habríamos vivido ”.

Considere por un momento un multiverso donde cada universo es único y tiene leyes ligeramente diferentes. Un universo solo está gobernado por la fuerza eléctrica, uno solo por gravedad, uno por ambos, uno por nuestras 4 fuerzas habituales y otras 55 fuerzas que existen en este universo. En un universo, la gravedad es atractiva en el electromagnetismo, es repulsiva, en otro, la fuerza fuerte es de largo alcance y la gravedad es mil millones de veces más fuerte. En algunos universos funciona el principio de menor acción, en otros es el principio de la mayoría de la acción.

En resumen, imagine un multiverso con universos separados donde sea posible cualquier tipo de variación de las leyes naturales. Ahora, muchos de esos pueden tener inconsistencias internas, pero ignoremos esos. Con mucho, la mayoría de los universos nunca formarán ningún tipo de macroestructura. Algunos de los que lo hagan crearán un universo que se parece al nuestro, algunos de ellos podrían tener vida, algunos de ellos podrían tener vida inteligente.

Y con eso en mente, la pregunta del “por qué” nunca puede responderse con plena satisfacción. A menos que nuestro universo sea el único universo de todas las variaciones posibles que pueden soportar la vida, siempre puede preguntar por qué las reglas son lo que son.

No puedo resistirme a una referencia a [Transcripción] Richard Feynman sobre ¿Por qué preguntas?

Por cierto, el término “campo de fuerza” realmente pertenece a SF, películas y cómics malos.

Podría decirse que todo el conocimiento físico es “existencial” en el sentido de que observamos lo que sucede y tratamos de desarrollar un formalismo que lo describa con suficiente detalle como para comenzar a familiarizarnos con él, casi de la misma manera que aprendemos cómo funcionan nuestros cuerpos. La pregunta de “¿Por qué debería ser así, en lugar de otra forma?” Pertenece a la Metafísica.

Me resulta difícil creer que haya un interés genuino en cómo o por qué de tales temas entre el público en general y los profesionales parecen tener un deseo de que el cómo y el por qué sigan siendo misteriosos. Según mi experiencia al responder preguntas sobre Quora que requieren un cómo o por qué, que cualquier información que proporcione simplemente se ignora.

He proporcionado acceso a la dirección de mi libro E-pub titulado “Explicando la naturaleza dinámica fundamental de la gravedad” en Quora y, aunque el costo de descarga es pequeño, no ha habido una descarga.

El referido libro está disponible en Lulu, com.

Mi opinión es que se pueden considerar diferentes, no como interacciones entre objetos. Puedo ver las fuerzas como interferencias entre olas.

Un fotón tiene un impulso lineal y cuando golpea un objeto crea una fuerza, pero si pienso en el fotón y ese objeto hecho de ondas, pueden interferir, creando la ilusión de una fuerza. La polarización circular está asociada con el espín, puede pensarse como producida por interferencias de ondas lineales y pueden inducir literalmente espín a los objetos, pero nuevamente, con dos ondas en una diferencia de fase de 90 grados, las interferencias crean la ilusión de una fuerza torsional. Podemos seguir adelante con los haces de luz de momento angular orbitales. En tal haz, los fotones aparentemente orbitan alrededor del eje del haz, con el haz avanzando a una velocidad más baja. Aquí sabemos que el efecto es producido por la interferencia de la luz, sin embargo, si no lo hubiéramos hecho, podríamos haber pensado que hay una partícula en el medio que atrae a los fotones e incluso calcula esa fuerza.

Sabemos que la luz tiene un comportamiento ondulatorio y las ondas electromagnéticas pueden describirla muy bien. Las ondas electromagnéticas pueden interferir claramente entre sí. Si observamos otras partículas, también muestran un comportamiento ondulatorio. Para los electrones, sabemos que el campo eléctrico a su alrededor apunta hacia ellos, pero se desconoce la estructura completa. También pueden reaccionar a un campo magnético. Si son una estructura de ondas, al igual que las electromagnéticas, podrían interferir con otras ondas en el mismo campo, creando ilusiones de fuerzas. Creo que es muy probable que este mecanismo esté en la raíz de todas las fuerzas. No estoy seguro de la gravedad, que, como dice GR, no es una fuerza.

La respuesta corta es que las fuerzas cuánticas electromagnéticas, las fuerzas nucleares fuertes y débiles están relacionadas con las partículas, y la gravedad es la forma del espacio-tiempo. Se busca lo que podría ser un gravitón para la gravedad, pero mi opinión personal es que no hay un gravitón.

Eso probablemente no te ayude mucho, pero es al menos una respuesta corta.

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