Yo te atraigo, tú me atraes

Newton y la manzanaHace un par de semanas os hablé de en qué consistía la gravedad desde el punto de vista de la energía y las órbitas de los planetas. Hoy voy a continuar sobre el tema, pero profundizando en las causas de la gravedad, es decir, que pensamos que la crea, y porqué. Todavía no hay pruebas experimentales que prueben lo que os voy a contar, de modo que se queda en una simple teoría, pero quizá no estemos lejos de llegar a comprobarla.

La gravedad es la más antigua de las interacciones físicas conocida. No se conocía el funcionamiento matemático y formal de la atracción gravitatoria hasta que sir Isaac Newton la describiera en su Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Posteriormente Albert Einstein la reinventó con su Teoría General de la Relatividad, pero eso ya es otro cantar que ni yo mismo llego a comprender (de momento xD).

Así pues, centrémonos en el origen causal de la gravedad. Según el paradigma actual, la gravedad debe ser creada gracias a alguna partícula que propague el campo gravitatorio. El símil más fácil para entender esto es el fotón: partícula que propaga el campo electromagnético (además de los cuantos de luz). Todavía no hay ninguna partícula que conozcamos que realice dicha función aunque matemáticamente, en la teoría de la gravedad cuántica, sí que es posible y se trataría del gravitón. Además se piensa que su masa sería idénticamente cero. Suena extraño que la partícula que trasmite la gravedad no tenga masa, verdad?? Pues lo cieto es que tiene bastante sentido, ya que sino la partícula actuaría sobre sí misma y la fuerza entre dos masas variaría. De momento se ha medido que la masa del gravitón tiene una cota superior del orden del 10^-66. Es decir 0,00…(61 ceros)…001 gramos.

Por qué no se ha descubierto el gravitón todavía?? La respuesta es sencilla. La interacción gravitatoria es una fuerza sumamente débil. Dentro del átomo, la atracción gravitatoria que sufren los protones entre sí, los protones con los electrones, o cualquier combinación que quieras, es despreciable frente a la atracción electrostática. Además la interacción del gravitón con la materia es extremadamente baja, por lo que se necesitan energías muy elevadas para descubrir partículas como esta. De momento no se han podido conseguir, pero la solución a esto será la próxima apertura del Gran Colisionador de Hadrones (LHC por sus siglas en inglés) y que tiene como uno de sus objetivos el buscar qué es la masa y determinar todas las partículas que la componen. Así pues, si realmente existe, aparecerá el gravitón tras las colisiones.

Onda GravitacionalOtra manera de intentar detectar los gravitones, o al menos si tienen masa, es gracias a las ondas gravitacionales. Según la Toería General de la Relatividad, las ondas gravitacionales son ondulaciones del espacio-tiempo producidas por un cuerpo masivo acelerado. Los proyectos destinados a la búsqueda de dichas ondas, como LIGO, VIRGO o el futuro LISA, no detectarán los gravitones de manera individual, pero sí que podrán comprobar si las ondas gravitacionales se desplazan a la velocidad de la luz o una velocidad menor. En el primer caso los gravitones no tendrán masa, y en el segundo sí que tendrán. Comentar también que el proyecto Einstein@Home, del que ya hablé en esta entrada, también se centra en la búsqueda de estas ondas, aunque se encarga de seleccionar posibles candidatas en los datos que le llegan desde los observatorios.

De momento no tenemos nada, pero en los próximos años seguro que tendremos alguna novedad en el estudio de los gravitones, las ondas gravitacionales, y sobre la comprensión de la gravedad en general.

Saludos

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Sobre el Autor:

Físico de materiales, nacido en El Bierzo y adoptado en tierras asturianas y vascas durante su paso por la Universidad de Oviedo y la Universidad del País Vasco. [...]

23 Comentarios & 1 Trackback

  • […] Yo te atraigo, tú me atraes Hace un par de semanas os hablé de en qué consistía la gravedad desde el punto de vista de la energía y las órbitas de los planetas. Hoy voy a continuar sobre el tema, pero profundizando en las causas de la gravedad, es decir, que pensamos que la crea, y porqué. Todavía no hay pruebas […]… Wis Physics  (19 de abril de 2008 a las 04:30) […]

  • Wis si el gravitón no se ha descubierto todavía cómo es posible esto:

    ***De momento se ha “””medido””” que la masa del gravitón tiene una cota superior del orden del 10^-66.***

    (por cierto hay algún plugin para los comentarios para poder poner citas?? para no andar poniendo asteriscos )

    Podrías haber explicado cómo funciona la gravedad a través del gravitón, ya sabes el símil del baloncestista. Si la fuerza es repulsiva los dos jugadores se pasarán el balón, cada vez que se pasan el balón la distancia entre los dos aumenta por el impacto del balón, si es atractiva, los jugadores intentarán robar el balón el uno al otro con lo que la distancia entre los dos disminuirá…..bueno ya sabes, explícalo tu mejor, que lo dije muy rápido

  • Lo de los jugadores de baloncesto, que yo sepa, sirve para mesones, pero ¿se puede extender a bosones?
    :?:

  • Stonet un mesón es esto:

    ///En física de partículas, un mesón es un bosón que responde a la interacción fuerte, esto es, un hadrón con un espín entero.///

    Y según wikipedia:

    ///La teoría cuántica de campos postula que las demás interacciones de la naturaleza se producen por la intermediación de bosones gauge o cuantos asociados a los campos que representan dichas interacciones. La interacción de las partículas de materia con esos bosones que representan los campos de fuerza se interpreta en términos de emisión o absorción de estos cuantos. Así la electrodinámica se explica mediante fotones o cuantos del campo electromagnético: los fotones son emitidos y absorbidos continuamente por todas las partículas con carga eléctrica, de forma que las interacciones entre estos fotones producen las fuerzas macroscópicas que nos son familiares, como el electromagnetismo. La interacción débil y la interacción fuerte puede ser igualmente entendidas en términos de bosones W y Z y gluones respectivamente.///

    El caso del gravitón no es tan sencillo ya que que los gravitones también podrían interactuar entre ellos.

    Creo que con esto te respondo a la pregunta Stonet.

  • No tiene nada que ver la “posible” existencia de ondas gravitacionales con los gravitones.

    Las ondas gravitacionales se derivan de la Teoría de la Relatividad General, mientras que los gravitones son un artificio creado por la teoría cuántica, nada que ver unas con otros.

    Y si me vas por el camino de que “al igual que lso campos EM se transmiten como ondas y eso se asocia a fotones, la existencia de las ondas gravitatorias sería una afirmación de la existencia del gravitón..”; te recuerdo que también las interacciones nucleares se transmiten por bosones, pero no existen ondas asociadas a estas.

    Lo único que se podría deducir de la existencia de ondas G sería que los cuerpos pueden “radiar” masa en forma de ondulaciones del espacio-tiempo (4 dimensiones, no os imagineis al espacio ondulando), pero nada sobre gravitones.

    PD: Acabo de fijarme en otro parrafo. Los gravitones sí tienen masa teórica, solo que muy, muy pequeña.

    Además las ondas gravitacionales se han de desplazar a la velocidad de la luz a la fuerza, pues todas las interacciones se propagan a esta velocidad. El que no lo hiciesen conllevaría que hubiese “algo” por el medio con lo que interaccionasen; y como eso ocurra toda la comunidad científica nos llevaremos un buen “ZAS, en toda la boca”.

  • *****El símil más fácil para entender esto es el fotón: partícula que propaga el campo electromagnético (además de los cuantos de luz). ****

    el foton es un cuanto de luz!!

    fooly, nada con masa puede viajar a c

  • Sí Gouki, un fotón es un cuanto de luz, pero hablo en general

    Nian, las preguntas que intento responder en la entada son qué crea la gravedad y por qué, no cómo lo hace. Eso lo dejo para otro día. Aunque si alguno hace un artículo sobre ello no tengo problema en enlazarlo aquí para ampliar la información.

    Fooly, no he dicho en ningún momento que las ondas gravitacionales tengan que ver con los gravitones. Simplemente destaqué que dependiendo de la velocidad de estas ondas se podrá saber la masa de los gravitones. Pero vamos que en la gravedad cuántica como unión de la relatividad general y la cuántica, ambas cuetiones están forzosamente ligadas. Y sí, si resulta que las mediciones de la velocidad de las ondas G no es la de la luz, va a ser un buen “ZAS, en toda la boca”. :mrgreen: :mrgreen:

  • **Fooly, no he dicho en ningún momento que las ondas gravitacionales tengan que ver con los gravitones***

    como no van a tener relacion!!,seria decir como que las ondas elecromagneticas no tienen relacion con los fotones

  • Pero vamos que en la gravedad cuántica como unión de la relatividad general y la cuántica, ambas cuetiones están forzosamente ligadas.

    Termina de leer el párrafo que luego digo que sí que debe haber relación.

    Pero vamos, que hay que esperar a que Fooly nos de su visión más detalladamente.

  • Oye wis cómo haces para remarcar las citas aquí en los comentarios???

    Wis–>//Nian, las preguntas que intento responder en la entada son qué crea la gravedad y por qué, no cómo lo hace.//

    Pues para mi cómo y por qué es lo mismo :neutral: si explicas el por qué estás explicando el cómo :neutral: aunque bueno, yo no soy un experto en eso de las 5 w :???:

  • Nian usando la etiqueta <blockquote>. Tienes las etiquetas debajo del cuadro para comentar

    Yo tampoco soy experto en esas cosas, pero por qué y cómo no son lo mismo, hombre. Si te animas a hacer un artículo sobre ello te enlazo en la entrada, que lo mío no es la física nuclear y de partículas

  • yo diria que hay las mismas diferencias que hay entre camino y meta

  • Las ondas gravitacionales se tienen que propagar forzosamente a la velocidad de la luz simplemente porque son parte de la interacción gravitatoria y esta se propaga a esa velocidad, en nigún momento he dicho que estas ondas tengan masa, de hecho la definición de onda en física implica un desplazamiento de energía y no de masa.

    Por mucho que os lo querais creer, NO, el gravitón no tiene absolutamente nada que ver con la formación de ondas gravitacionales. Unas están predichas por la Relatividad General y otras por la Mecánica Cuántica, teorías que no tienen nexo de unión y no comparten ni axiomas ni resultados.
    Y respecto a la comparación con las ondas electromagnéticas y los fotones, es un regreso a mezclar teorías. una es la hipótesis cuántica y otra la propagación de un campo en forma de onda. Como ya dije, el que exista una partícula mediadora que propague el campo no implica la propagación ondulatoria de materia (vease mesones y bosones W y Z)y, por supuesto ,el que el campo se propague no fuerza a la existencia de una partícula mediadora, porque, como ya he dicho, una cosa es la Relatividad y otra muy distinta y sin relación con la anterior es la Teoría Cuántica de Campos.

    Y, ahora que releo un quote de Wis por aquí arriba. Claro que en una teoría cuántica d ela gravedad son cuestiones que tendrían que estar ligadas, lo que pasa es que esa teoría no existe. Y claro, afirmar que como debe de existir una toería que las reconcilie entonces la ligadura tiene que estar ahí y ser concretamente la que tú mencionas no es un argumento válido. Es como si yo digo ahora que si las ondas G existen el agua del mar es salada y me justificoen que en una teoría del todo han de ser conceptos relacionados.

    PD: Es bonito hablar de estas cosas, pero no cuando no se sabe nada de ellas. Así ocurre luego, que mezclamos churras con meninas.

  • ****Y respecto a la comparación con las ondas electromagnéticas y los fotones, es un regreso a mezclar teorías. una es la hipótesis cuántica y otra la propagación de un campo en forma de onda****

    te suena lo de la dualidad onda-particula :roll:

    fooly aqui todos metemos la pata(yo lo hago mucho),pero tu tampoco eres infalible, y no hace falta ser Ed Witten para hablar de estas cosas.

  • La dualidad onda-partícula no tiene NADA que ver con que un campo EM se propague en forma de onda. Lo único que dice la hipótesis de De Broglie es que los paquetes discretos de energía (llamense cuantos) presentan propiedades ondulatorias. No tiene absolutamente nada que ver conque los campos eléctrico y magnético combinado admitan una propagación en forma de onda.
    ¿Ves cómo estás mezclando churras con meninas?

    Ed Witten no, pero dedicarse a la física y entender las teorías ayuda.

  • ***La dualidad onda-partícula no tiene NADA que ver con que un campo EM se propague en forma de onda. ¿Ves cómo estás mezclando churras con meninas?***

    Quizas seas tu el que confunde churras con meninas!!

  • Ya está el hilo en el foro… no se porque no escribí la explicación completa aquí y me evité el discutir. http://homoscience.wisphysics.es/viewtopic.php?f=3&t=188

    PD: Gouki, te pido perdón por mis maneras, pero es que salto enseguida en este tipo de discusiones.

  • Madre mía que discusión os habéis montado. Os borré algunos de los comentarios, pero dejé los primeros para saber de que se a a hablar en el foro.

    Fooly, ya dije al comienzo de la entrada que lo que iba a contar no estaba demostrado experimentalmente y que solo eran teorías. Y lo de la gravedad cuántica es una teoría que predice la existencia del gravitón, y sí que existe. Sino de donde sale todo??

  • Sí, hombre la existencia del gravitón está predicha, pero me refiero a que no tiene relación ocn las ondas gravitatorias. Que esta sultimas están predichas por la relatividad y no por la teoría cuántica y, por tanto, no s epueden relacionar los dos conceptos.

  • olvidemonos de todo vale

    wis te voy a enviar lo del carbon ya.

    traduje la fuente principal de la entrada, que la voy a poner en el foro en la seccion de traducciones,luego justo despues te envio la entrada en un email.
    espero que lo del foro no te importe, aun asi alli voy a poner que si es posible que se comente en tu blog.

  • Ok Gouki, no hay problema

    De tomas maneras, Fooly, yo no me he inventado nada de lo que he comentado. En la entrada del gravitón de la Wikipedia inglesa explica eso de las ondas gravitacionales para saber la masa del gravitón.

  • Pues vaya gambada el que lo escribó, es el problema de la Wikipedia, que escribe cualquiera. Yo he visto también unas cuantas burradas, el problema es que, esa en concreto, si no se conoce bien el tema se cuela.

    En serio, no tienen nada que ver.

    PD: Cambia la plantlla ya. ¡Vago!

  • Bueno, por fin he podido leer esta entrada, aunque parece que he llegado tarde a la discusión, jejeje…

    A ver, doy mi punto de vista sobre el asunto gravitones vs. ondas gravitacionales:

    Es cierto que el que los gravitones sean partículas con propiedades ondulatorias no tiene que ver con la producción de ondas gravitacionales. Éstas se podrían entender como “ondas de choque” en el espacio-tiempo, y se producen cuando hay una variación del campo gravitatorio. Al ser finita la velocidad de propagación de cualquier tipo de información, esta variación se propaga en forma de una onda, que viajará a la misma velocidad que la partícula que la transporta, o eso entiendo yo al menos…

    De este modo, pienso que el establecer una relación entre la masa del gravitón, partícula transportadora de la interacción gravitatoria, y la velocidad de propagación de las ondas gravitacionales, limitada por la relatividad general según tenga masa el gravitón o no, sería en principio correcto a mi modo de ver.

  • Sí DarkSapiens, ahora ya nadie se anima a contestarte. :mrgreen: :mrgreen:

    Yo también creo que tienen relación, pero habrá que esperar a la confirmación experimental por parte del CERN y los proyectos que he señalado en la entrada de búsqueda de ondas gravitacionales.

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