1r ciclo ¿Las fuerzas actuan de forma instantanea?

[alvarovidal]

Suponemos que tenemos dos grandes masas separadas entre si un millon de años luz. La radiacion electromagnetica emitida por una de ellas tarda en llegar a la otra un millon de años. Mi pregunta esa:

Si una de las dos masas desapareciera subitamente, o redujera su masa considererablemente, ¿cuanto tiempo tardaria la otra masa en dejar de sufrir la fuerza gravitatoria que le ejercia la masa desaparecida?

[arreldepi]

Re: ¿Las fuerzas actuan de forma instantanea?

Se supone que el gravitón (de momento, el hipotético causante de la gravedad) se transimte a la velocidad de la luz, así que no, no sería instantáneo, tardaría un millón de años luz en enterarse.
Un saludo!

[Stormkalt]

Re: ¿Las fuerzas actuan de forma instantanea?

Hola:
Las fuerzas no actúan de forma instantánea. Ningún tipo de información puede viajar a mayor rapidez que c. Siendo c la velocidad de la luz (o la rapidez si seguimos hablando estrictamente).
Por otra parte, si analizamos la pregunta desde el punto de vista mecánico cuántico, la fuerza de gravedad entre dos masas está mediada por entidades cuánticas virtuales llamadas gravitones, los cuales viajan a c.
¡Saludos!

[Entro]

Re: ¿Las fuerzas actuan de forma instantanea?

Hay que aclarar algunos detalles:

a) La visión de gravitones solo es factible en cierto regimen de la teoría. Aquel en el que consideramos que la gravedad es débil y por lo tanto podemos considerar que la gravedad está descrita por "correcciones pequeñas" a una métrica prefijada del espaciotiempo, que se denomina perturbación de la métrica. En este régimen, que se llama régimen lineal, deben de aparecer las ondas gravitacionales y su cuantización debería de mostrar excitaciones bosónicas de espín 2 denominadas gravitones.

b) Una teoría basada en gravitones, a pesar de que por consistencia con la teoría recupere el límite de relatividad general, no es renormalizable. Es decir, da infinitos que no se pueden eliminar por redefinición de los parámetros de la teoría (que es lo que básicamente hace un procedimiento de renormalización).

c) Por otro lado, la gravedad no se puede expresar como una teoría gauge. Así que no está claro que esta visión, denominada perturbativa, sea la última palabra. De hecho, todas las versiones de teoría de gravedad cuántica tienen el problema de expresarse en un contexto no perturbativo, es decir, no basado en gravitones.

No estamos seguros tampoco de que la invariancia Lorentz sea preservada en todos los regímenes de la teoría, puediera ser que la simetría Lorentz apareciera rota en alguno de ellos. Lo que no significaría necesariamente tener velocidades superiores a la velocidad de la luz.

[skan]

Re: ¿Las fuerzas actuan de forma instantanea?

La teoría newtoniana suponía que la velocidad de la gravedad era infinita, de otro modos las órbitas serían inestables.
Desde entonces ha habido muchos intentos de formalizar nuevas teorías pero todavía no se ha conseguido ninguna satisfactoria.
Mucha gente piensa que la relatividad general exige que la velocidad sea la misma que la de la luz, pero no es así.

Se está intentando acotar su valor experimentalmente a través de observaciones de pulsares e intentando detectar gravitones.

http://www.laflecha.net/articulos/ciencia/gravedad3/
http://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_gravity

[pod]

Re: ¿Las fuerzas actuan de forma instantanea?

Creo que es importante decir que, pese a las dificultades que menciona Entro para describir la gravedad en términos de partículas en situaciones generales, los efectos gravitatorios seguirán viajando a velocidad finita. Así que la respuesta a la pregunta del hilo sigue siendo no.

La teoría newtoniana suponía que la velocidad de la gravedad era infinita, de otro modos las órbitas serían inestables.

¿Podrías elaborar este argumento, por favor?

De forma un poco naïve, si consideramos el sol quietecito durante un tiempo mayor a lo que tarda la luz en llegar hasta el apogeo de la órbita, la velocidad de la gravedad debería ser esencialmente insignificante, porque siempre habrá llegado hasta la nueva posición del planeta. A lo mejor la cosa cambia si uno tiene en cuenta que el sol también se mueve un poco al rededor del centro de masas común, pero como digo, me gustaría escuchar el argumento completo.

Desde entonces ha habido muchos intentos de formalizar nuevas teorías pero todavía no se ha conseguido ninguna satisfactoria.
Mucha gente piensa que la relatividad general exige que la velocidad sea la misma que la de la luz, pero no es así.

No es que lo exija, es que lo predice. Por lo menos en la teoría linealizada (que es la única en la que podemos hablar con propiedad de ondas, como decía Entro). Puedes leerlo en cualquier libro de texto.

http://www.laflecha.net/articulos/ciencia/gravedad3/

Este artículo es poco menos que una basura. Y no lo digo por la cantidad de faltas de ortografía y la forma de escritura que recuerda al balbuceo de un niño de dos años, que yo muchas veces me expreso peor.

Es posible que esté equivocado pero... No sólo se basa en experimentos ampliamente rebatidos por la comunidad científica (de los que después uno se encuentra en la wikipeida porque alguien con el suficiente tiempo libre los pone y restaura repetidamente), sino que usa argumentos que van contra principios físicos muy bien establecidos (causalidad) y contra toda lógica (el pavo está diciendo que el "vacío absorbe y reemte" la gravedad).

[Afisionado]

Re: ¿Las fuerzas actuan de forma instantanea?

Un matiz de carácter teórico super clásico:

"Supongamos que emitimos un rayo de fuerza de transmisión instantánea de 1 Julio de intensidad desde A hasta B que están separados 1 millon de años luz. Si a continuación medimos esa fuerza en cada año luz intermedio, en el mismo instante tendríamos 1 Julio en cada uno de los tramos. Por tanto, sumando todos los tramos, tendremos 1 millón de Julios disponibles..., por lo menos; porque si medimos cada kilómetro, serían tropecientos millones."

Es decir que incluso sin tener teoría de la relatividad sería posible una transmisión instantánea de nada.

[ser humano]

Re: ¿Las fuerzas actuan de forma instantanea?

Un matiz de carácter teórico super clásico:

"Supongamos que emitimos un rayo de fuerza de transmisión instantánea de 1 Julio de intensidad desde A hasta B que están separados 1 millon de años luz. Si a continuación medimos esa fuerza en cada año luz intermedio, en el mismo instante tendríamos 1 Julio en cada uno de los tramos. Por tanto, sumando todos los tramos, tendremos 1 millón de Julios disponibles..., por lo menos; porque si medimos cada kilómetro, serían tropecientos millones."

Es decir que incluso sin tener teoría de la relatividad sería posible una transmisión instantánea de nada.

Hola.
Una pregunta: El artefacto que implementamos para medir ¿no "frenaria" la propagacion del rayo?

[carroza]

Re: ¿Las fuerzas actuan de forma instantanea?

Suponemos que tenemos dos grandes masas separadas entre si un millon de años luz. La radiacion electromagnetica emitida por una de ellas tarda en llegar a la otra un millon de años. Mi pregunta esa:

Si una de las dos masas desapareciera subitamente, o redujera su masa considererablemente, ¿cuanto tiempo tardaria la otra masa en dejar de sufrir la fuerza gravitatoria que le ejercia la masa desaparecida?

Hola.

Como complemento a lo indicado anteriormente sobre la velocidad de la luz como límite de cualquier interacción, debo refutar la premisa de partida:

No puede hacerse desaparecer la masa, ni reducirla considerablemente. La conservación del cuadrivector energía-momento, que esta en la base de la relatividad, hace que la masa (la energía) no pueda desaparecer. Simplemente, puedes llevar masa (energía) de un lado a otro.

[Entro]

Re: ¿Las fuerzas actuan de forma instantanea?

Bueno, pero es un típico juego mental que sirve para poner de manifiesto la finitud de la velocidad de propagación de las interacciones... está claro que las cosas no desaparecen instantáneamente, pero si lo hicieran tardaríamos un tiempo en notarlo, que es lo que pone de manifiesto el ejemplo.

Es igual que los procesos de tomar el límite de las constantes universales, llevar G a cero, significa no tener gravedad. Hacer c infinita significa ir al régimen Galileano, etc... No es que se pueda hacer físicamente, pero son preguntas que ponen de manifiesto aspectos de las teorías que son interesantes de por si.

[Afisionado]

Re: ¿Las fuerzas actuan de forma instantanea?

Hola.
Una pregunta: El artefacto que implementamos para medir ¿no "frenaria" la propagacion del rayo?

Creo que lo malo de plantear situaciones ilógicas es que se pueden plantear también infinidad de soluciones ilógicas. ¿Qué pasaría si junto al rayo que enviamos con velocidad infinita, enviamos también el aparato de medida a la misma velocidad? Tendríamos entonces infinitos aparatos midiendo en el mismo instante (estamos en el universo clásico = mismo tiempo para todo) y consumiendo la misma proporción del rayo en la medida. Y así se podría seguir.

En resumen, a lo que quería referirme es que si algo se desplaza instantáneamente entonces hay un intervalo en el que está en dos sitios a la vez, con lo cuál hay energía que se duplica o masa que se duplica, lo que contradice el principio de conservación de la energía. No sé profundizar en ello pero debe haber un salto mínimo en el espacio que limite el estado de reposo o movimiento, y en ese salto mínimo siempre será necesario emplear un tiempo mínimo (entrelazamientos cuánticos aparte).

[carroza]

Re: ¿Las fuerzas actuan de forma instantanea?

En resumen, a lo que quería referirme es que si algo se desplaza instantáneamente entonces hay un intervalo en el que está en dos sitios a la vez, con lo cuál hay energía que se duplica o masa que se duplica, lo que contradice el principio de conservación de la energía. No sé profundizar en ello pero debe haber un salto mínimo en el espacio que limite el estado de reposo o movimiento, y en ese salto mínimo siempre será necesario emplear un tiempo mínimo (entrelazamientos cuánticos aparte).

La teoría de la relatividad permite poner en términos cuantitativos tu idea intuitiva.

Si dos sucesos (x1,t1), y (x2,t2) son tales que la velocidad para pasar de uno a otro (x1-x2)/(t1-t2) es superior a la velocidad de la luz, entonces existe un sistema de referencia en el que los dos sucesos son simultaneos, y están separados espacialmente.

Eso quiere decir que si a cada suceso le asocias una partícula, entonces verías, en un cierto sistema de referencia, la partícula duplicada.

[Afisionado]

Re: ¿Las fuerzas actuan de forma instantanea?

Si es cierto que el desplazamiento instantáneo contradice la Ley de Conservación de la Energía o 1ª Ley de la Termodinámica, entonces podemos aventurar que Newton no conocía esta Ley, puesto que él creía en la transmisión instantánea de la fuerza de la gravedad. De hecho, Newton vivió entre los años 1643 a 1727 y la primera Ley de la Termodinámica se desarrolló en la década de 1840 (según la Wikipedia).
Un dato interesante.
A menos que sea erróneo

[carroza]

Re: ¿Las fuerzas actuan de forma instantanea?

Hola.

Las leyes de newton, y la transmisión instantanea de fuerzas, no contradicen en absoluto la conservación de la energía, puesto que
se basan en las transformaciones de Galileo para cambiar de sistema de referencia.

Según las transformaciones de galileo, dos sucesos simultaneos en un sistema de referencia son simultaneos en cualquier sistema.

[Sartie]

Re: ¿Las fuerzas actuan de forma instantanea?

Aprovecho el hilo para hacer una consulta. Bien es sabido por los astrofísicos que una forma de detactar planetas extra-solares es mediante el efecto de sombra preiódico que produce dicho planeta sobre la intensidad lumínica de la estrella, de este modo se detectan planetas grandes que orbitan cerca de las estrellas, pero mi pregunta es, ¿se nota este efecto en la fuerza de la gravedad, debería de notarse con las teorías actuales?. El efecto no sería más que un apantallamiento de las líneas de campo por un cuerpo situado en la trayectoria entre otros dos cuerpos.