Divulgación Duda sobre la materia oscura y la velocidad.

[RicardGM]

Buenas tardes a todos,
Soy estudiante de secundaria y hace unos días empezamos a trabajar con la famosa fórmula de Enstein: E=1/2mv^2. Pero yendo más allá, me planteo en el hipotético caso de que se pudiera, que pasaría cuando aumentaramos tanto la variante de la velocidad, que el resultado de la masa fuera negativo. Sé que actualmente no se ha conseguido superar la velocidad de la luz; con lo cual tan solo espero una respuesta teórica. Porque en el caso de que se convirtiera en materia oscura; que podríamos hacer con ella?

Sé que es una pregunta muy hipotética, pero al parecer no he encontrado mucha información en Internet y es un tema que me gustaría investigar.
Gracias por su atención,

Ricard.

[The Higgs Particle]

Re: Duda sobre la materia oscura y la velocidad.

1. En verdad, $E=\dst \frac{1}{2}mv^2$ no es la ecuación de Einstein, sino simplemente es la ecuación de la energía cinética de un cuerpo. La de Einstein es $E=mc^2$, con $c =$ velocidad de la luz.

2. La relatividad especial postula que al aumentar la velocidad aumenta también la masa del cuerpo (una gráfica de esto la puedes consultar en esta web). Por tanto, la energía mínima que puede tener un cuerpo es la energía estando en reposo (originalmente llamada "energía en reposo" ), así que eso de disminuir la masa hasta hacerse negativa no tiene sentido.

3. La antimateria no es lo mismo que la materia con masa negativa. Para empezar, la segunda es hipotética y la primera es tan real como que tu cuerpo ahora mismo está emitiendo partículas de antimateria.

4. No es que "actualmente no se haya conseguido superar la velocidad de la luz" (frase que para mí tiene un matiz de "con la tecnología actual..."), sino que, según la teoría que se ha corroborado en muchas ocasiones -si bien no demostrado, claro- es imposible.


Espero haberte ayudado. Un saludo!

[Alriga]

Re: Duda sobre la materia oscura y la velocidad.

Hola Ricard bienvenido a La web de Física, como miembro reciente lee con atención Consejos para conseguir ayuda de forma efectiva

Vas muy despistado, nada de lo que dices tiene mucho sentido

$E_c=\dfrac 1 2 m v^2$

No es ninguna "famosa fórmula de Einstein" es la vulgar fórmula de la energía cinética newtoniana clásica. Solo vale para velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz.

Ni en mecánica newtoniana ni en Relatividad hay masas negativas. Y la materia oscura nada tiene que ver con todo esto.

Te aconsejo que de entrada hagas preguntas más claras.

Saludos y de nuevo bienvenido a La web de Física.

... La relatividad especial postula que al aumentar la velocidad aumenta también la masa del cuerpo...

Esa es la interpretación antigua que nos enseñaron a viejos como yo Pero tú eres muuy joven y deberías estar más en esta línea, ¿Crece la masa con la velocidad?

Saludos.

[RicardGM]

Re: Duda sobre la materia oscura y la velocidad.

Muchas gracias! La verdad es que me ha ayudado mucho a resolver esa "incógnita" y con un vocabulario muy asequible. Sinceramente antes de leer su post ni siquiera tenía conocimiento de que que la materia oscura y la antimateria fueran distintas.

En tal caso le iré dando vueltas al asunto de la antimateria y que usos tiene, pero antes quiero informarme en la red.

Otra vez, gracias por su tiempo y amabilidad.

Ricard.

- - - Actualizado - - -

Hola Alriga,
La verdad es que si que voy un poco perdido en el mundo de los foros ya que es la primera vez que entro en uno.
Supongo que la información que me dieron en clase era errónea, de todas formas gracias por su tiempo. Y pido disculpas por el error de la pregunta.

Un saludo,
Ricard.

[Alriga]

Re: Duda sobre la materia oscura y la velocidad.

Muchas gracias! La verdad es que me ha ayudado mucho a resolver esa "incógnita" y con un vocabulario muy asequible. Sinceramente antes de leer su post ni siquiera tenía conocimiento de que que la materia oscura y la antimateria fueran distintas.

De eso dale las gracias a quien las merece que es The Higgs Particle, Yo no me había dado cuenta de que estabas confundiendo la antimateria, (antiprotones, positrones,... que somos capaces de fabricar y estudiar en los aceleradores de partículas), con la materia oscura, que todavía no sabemos lo que es y que lo único que detectamos de ella es que debe estar ahí por sus efectos gravitatorios.

... La verdad es que si que voy un poco perdido en el mundo de los foros ya que es la primera vez que entro en uno.
Supongo que la información que me dieron en clase era errónea, de todas formas gracias por su tiempo. Y pido disculpas por el error de la pregunta ...

¡No te preocupes! Pregunta siempre que quieras

Saludos.

[The Higgs Particle]

Re: Duda sobre la materia oscura y la velocidad.

Esa es la interpretación antigua que nos enseñaron a viejos como yo Pero tú eres muuy joven y deberías estar más en esta líne

Bueno, aún sigo dándole a la clásica, ya me meterán caña a partir del curso que viene!
Un saludo, Alriga

[surrealfrog]

Re: Duda sobre la materia oscura y la velocidad.

Sólo una duda, en los espinores de Dirac, no se obtienen soluciones de energía negativa que luego se interpreta como la antimateria? Y si la energía es negativa, entonces la masa también no lo es?

[carroza]

Re: Duda sobre la materia oscura y la velocidad.

Hola.

Hola. La ecuación de Dirac tiene, efectivamente, soluciones de "energía" negativa. Y pongo "energía" entre comillas, porque lo que hace Dirac es encontrar un operador H, lineal en el momento, tal que su cuadrado es $H^2 = (m_0 c^2)^2 + c^2 p^2$. Para eso, tiene que introducir matrices 4x4 https://en.wikipedia.org/wiki/Dirac_equation

Si por Energia entendemos la magnitud que se conserva, y entendemos que existe un estado de mínima energía, el vacío, que no tiene ninguna partícula, entondes el operador H de Dirac, o sea, la "energía" de la ecuación de Dirac no es la verdadera Energía. Lo que si se cumple es que $H^2 = E^2= (m_0 c^2)^2 + c^2 p^2$.

Para reconciliar la "energía" de Dirac con la verdadera Energia, se han hecho dos cosas: la primera es introducir el "mar de Dirac", en la que los niveles de "energia" negativa están llenos en el vacío. Con ello, o bien coloco una particula en un estado de "energía" de Dirac positiva (con lo que tendria un estado de Energía positiva), o bien quito una partícula de un estado con "energia" de Dirac negariva (para lo cual necesito aportar energía, con lo que acabo con un estado de Energía positiva), que es lo que llamo una antiparticula.

La segunda, más precisa y más satisfactoria formalmente, es considerar el campo asociado a la partícula dada, con su lagrangiano dado. Este campo tiene un tipoo de excitaciones, con energía mayor que el vacío, que llamo partículas, y otro tipo de excitaciones, también con energía mayor que el vacío, que llamo antiparticulas.

En resumen, que tanto las partículas como las antipartículas tienen Energía positiva, aunque haya soluciones de la ecuación de Dirac que tengan "energia" negativa.

Un saludo