1r ciclo No entiendo algunas motivaciones de la física

[arbolis87]

Lo siguiente no es una crítica de la física de algunas ramas de la física que se estudian hoy, sino la impresión que tengo por haber leído acerca de la física. Soy estudiante de física (3er año de la licenciatura sobre 5). No entiendo por qué es conveniente suponer la existencia de los monopolos magnéticos. Si no estoy equivocado, muchas teorías, -teoría de las cuerdas incluida- suponen una simetría en las ecuaciones de Maxwell. En otras palabras suponen como axioma la existencia de los monopolos magnéticos. Personalmente me parece muy raro que no se hayan encontrado hasta ahora y tengo poca (muy poca) esperanza en cuanto a la existencia de dichos monopolos. Sé que Dirac por ejemplo llegó a predecir la existencia del positrón por hacer suposiciones poca comunes. Mi sentimiento con respecto a creer en la existencia de los monopolos magnéticos es muy parecido a creer en Dios o algo por el estilo, sin tener evidencias. Segundo, el tema de la energía negra y materia negra. También me parece extrañísimo que se acepta un modelo del universo (que supuestamente es homogéneo y sin embargo no se ha visto materia negra en el sistema solar) en donde un tipo de materia/energía es preponderante mientras que no hemos podido verla. Me parece que los físicos suponen la existencia de dicha materia/energía para que la teoría de la relatividad pegue con los resultados (por ejemplo la velocidad angular de unas galaxias no está en acuerdo con la teoría de la relatividad general, pero sí lo es si se supone una materia/energía negra). También la anomalía Pioneer parece mostrarnos que la relatividad tiene ciertos límites (aunque es cierto que con la gran mayoría de los experimentos se ha mostrado perfecta). Entonces por qué tanta convicción de que existe la energía/materia negra? En resumen mis 2 preguntas son : ¿Cuál es la motivación en creer en los monopolos magnéticos? Una simple simetría? La estética? Si es así, parece ser un chiste y no ciencia. ¿Cuál es la motivación en creer en la materia/energía negra? Muchas gracias por contestarme... Estos temas me parecen fascinantes, pero no puedo tener una gran motivación en aprender una teoría si es que sus axiomas están basados en una creencia como la de un dios. P.D.: Disculpanme por los párrafos que no funcionan (pero sí los he hecho!)

[Entro]

Re: No entiendo algunas motivaciones de la física

No entiendo por qué es conveniente suponer la existencia de los monopolos magnéticos.

Ni es conveniente ni no lo es. Es divertido, y se aprende sobre la estructura del electromagnetismo. Nada indica hoy día la existencia de monopolos a nuestro alrededor, pero la teoría es altamente simétrica si suponemos que existen. Esto se hace pura y llanamente en estudios teóricos simplemente porque no está prohibido.

Ahora bien, tampoco hay nada que prohiba su existencia y por eso hay experimentos que los buscan.

Al menos hay que entender por qué no los vemos si nada implica su inexistencia.

Además el electromagnetismo con monopolos presenta una característica que se llama dualidad. Las ecuaciones de Maxwell son las mismas sin intercambiamos B por E (salvo factores), y como el electromagnetismo es sencillito pues es un buen laboratorio teórico para aprender a manejarse con dualidades.

Si no estoy equivocado, muchas teorías, -teoría de las cuerdas incluida- suponen una simetría en las ecuaciones de Maxwell. En otras palabras suponen como axioma la existencia de los monopolos magnéticos.

En realidad no lo toman como axioma, es un resultado. Usualmente los monopolos surgen como defectos topológicos en esas teorías y entonces hay que entender por qué no los vemos a nuestra escala.

Personalmente me parece muy raro que no se hayan encontrado hasta ahora y tengo poca (muy poca) esperanza en cuanto a la existencia de dichos monopolos.

Tampoco veíamos quarks pero ahí están. Habrá que esperar a que el experimento descarte su existencia, hasta ahora no lo ha hecho. Además algunas configuraciones en materia condensada, recientemente descubiertas, se comportan como monopolos, así que no está mal saber de qué va el tema.

Sé que Dirac por ejemplo llegó a predecir la existencia del positrón por hacer suposiciones poca comunes. Mi sentimiento con respecto a creer en la existencia de los monopolos magnéticos es muy parecido a creer en Dios o algo por el estilo, sin tener evidencias.

Tampoco había evidencia de la antimateria, o de las ondas electromagnéticas, o de los quarks, o de los bosones mensajeros de las interacciones pero ahí están. No hay que ponerle límites al pensamiento en física, porque ideas de ese tipo han supuesto verdaderas revoluciones en nuestra forma de entender nuestro universo.

Segundo, el tema de la energía negra y materia negra. También me parece extrañísimo que se acepta un modelo del universo (que supuestamente es homogéneo y sin embargo no se ha visto materia negra en el sistema solar) en donde un tipo de materia/energía es preponderante mientras que no hemos podido verla. Me parece que los físicos suponen la existencia de dicha materia/energía para que la teoría de la relatividad pegue con los resultados (por ejemplo la velocidad angular de unas galaxias no está en acuerdo con la teoría de la relatividad general, pero sí lo es si se supone una materia/energía negra).

La energía oscura o la materia oscura no es un capricho, y no está relacionada con la validez de la relatividad general. Sólo que hay evidencias de que el universo está en expansión acelerada, y algo tiene que provocar eso, y como no se ha explicado pues hay modelos que introducen energía oscura que además está bien fundamentada en la teoría cuántica de campos. Pero hay otros modelos que no la usan, por ahora solo podemos sondear todas las posibilidades.

Sobre la materia oscura, la cosa cambia, parece ser que hay partículas más allá del modelo estandar que podrían ser las responsables de esta materia. Lo mismo LHC y los experimentos diseñados para intentar detectar este tipo de materia darán una respuesta en breve (de 5 a 15 años supongo).

También la anomalía Pioneer parece mostrarnos que la relatividad tiene ciertos límites (aunque es cierto que con la gran mayoría de los experimentos se ha mostrado perfecta).

Bueno, lo mismo es que hay que meter correcciones a RG, pero para eso estamos en este negocio. Si ya estuviera todo bien atado tendríamos poco trabajo por hacer.

Entonces por qué tanta convicción de que existe la energía/materia negra?

No todos creen en la energía oscura, en la materia oscura algunos más, pero hay modelos que no la incorporan y que se tendrán que medir con dicha propuesta bajo la lupa de la observación y el experimento, que es de lo que va esto.

En resumen mis 2 preguntas son : ¿Cuál es la motivación en creer en los monopolos magnéticos?

Que se predicen en teorías que aún no hemos testeado experimentalmente y que no hay nada que los prohiba. Que hay evidencias de que si bien pueden no ser partículas fundamentales hay sistemas que pueden contener excitaciones que se comporten como tales.

Una simple simetría?

Las simetrías son muchas cosas pero no son simples. La física, toda la física, se construye sobre la base de simetrías.

La estética?

Esto es gusto personal, hay gente que gusta de argumentos estéticos, pero evidentemente sólo por este tipo de argumentos no podemos confiar en una teoría.

Si es así, parece ser un chiste y no ciencia. ¿Cuál es la motivación en creer en la materia/energía negra? Muchas gracias por contestarme... Estos temas me parecen fascinantes, pero no puedo tener una gran motivación en aprender una teoría si es que sus axiomas están basados en una creencia como la de un dios. P.D.: Disculpanme por los párrafos que no funcionan (pero sí los he hecho!)

No es un chiste, la motivación para considerar la energía o materia oscura es que hay datos que no concuerdan con las teorías de las que disponemos y hay que encontrar otros modelos. Algunos de ellos incorporan estas cosas y otros no, el tiempo dirá quien lleva razón.

Si quieres ser físico e investigar, no te cierres en banda, estudia las propuestas y elige la que te guste, pero no niegues la posibilidad, la historia nos enseña que muchas ideas locas se demostraron ciertas, como por ejemplo la expansión del universo...

Si quieres leer algo sobre monopolos pincha aquí y te llevará a los blogs de la web de física.

[arbolis87]

Re: No entiendo algunas motivaciones de la física

Muchísimas gracias Entro! No sabés a qué punto me aclareciste la mente. Hasta leí tu mensaje con emoción! Bueno qué más decir, todo está claro por el momento. (ojalá que lo siga y que no tenga más dudas sobre eso!) Y gracias por el link, lo voy a leer y tratar de entenderlo.

[aLFRe]

Re: No entiendo algunas motivaciones de la física

Estos temas me parecen fascinantes, pero no puedo tener una gran motivación en aprender una teoría si es que sus axiomas están basados en una creencia como la de un dios.

El autor de un libro que estoy leyendo afirma que Einstein, de pequeño, tuvo mucho interés por la geometría.
Antiguamente, la Geometría de Euclides parte de un sistema axiomático, una serie de proposiciones que se aceptan como ciertas
- recuerda... estas se aceptan como ciertas no se niegan -
y mediante la lógica se construyen resultados que afirman o niegan.
Algo en lo que el autor dice que Einstein empleaba su tiempo era en ver si se podía reducir el número de axiomas o ver si era un sistema redundante.

Si te fijas la Relatividad Especial está construida de esta forma.
Algunos fenómenos del Electromagnetismo dependen no de la velocidad absoluta de la causa y el efecto sino de la relativa,
por lo cual la justificación última podría ser... la Naturaleza es así.
Es una forma de trabajar.

Sobre el monopolo, yo no recuerdo que en las asignaturas de Licenciatura se mencione
y, muchísimo menos, que se imponga su existencia sin lugar a dudas.

Un saludo.

[arbolis87]

Re: No entiendo algunas motivaciones de la física

El autor de un libro que estoy leyendo afirma que Einstein, de pequeño, tuvo mucho interés por la geometría.
Antiguamente, la Geometría de Euclides parte de un sistema axiomático, una serie de proposiciones que se aceptan como ciertas
- recuerda... estas se aceptan como ciertas no se niegan -
y mediante la lógica se construyen resultados que afirman o niegan.
Algo en lo que el autor dice que Einstein empleaba su tiempo era en ver si se podía reducir el número de axiomas o ver si era un sistema redundante.

Si te fijas la Relatividad Especial está construida de esta forma.
Algunos fenómenos del Electromagnetismo dependen no de la velocidad absoluta de la causa y el efecto sino de la relativa,
por lo cual la justificación última podría ser... la Naturaleza es así.
Es una forma de trabajar.

Estoy de acuerdo de que existen axiomas y que las teorías los supone ciertos. Tomo el ejemplo de un postulo de la relavitividad restringida:

The Principle of Invariant Light Speed – "... light is always propagated in empty space with a definite velocity [speed] c which is independent of the state of motion of the emitting body." (from the preface).[1] That is, light in vacuum propagates with the speed c (a fixed constant, independent of direction) in at least one system of inertial coordinates (the "stationary system&quot, regardless of the state of motion of the light source.

Me parece creíble este postulado, porque ha sido verificado muchas veces y hasta donde yo sepa, no ha sido mostrado falso. Por otro lado entiendo que no quiere decir que la teoría es válida, sólo que hasta el día de hoy uno de sus postulados no ha sido mostrado falso.
</br> Lo de suponer la existencia de una simetría o existencia de monopolos magnéticos me parece mucho menos creíble ya que nada parece indicar de que existen. Es totalmente diferente al caso anterior. No he leído los elementos de Euclides, pero creo que los axiomas que tenemos que suponer verdaderos no tienen que ver con la realidad del universo. Me explico: puedo creer en un axioma que dice que por 2 puntos distintos pasa una sola recta. No me voy a fijar luego si eso es cierto en el universo ya que no es una teoría que pretende explicar los fenómenos que ocurren en el universo.

Sobre el monopolo, yo no recuerdo que en las asignaturas de Licenciatura se mencione
y, muchísimo menos, que se imponga su existencia sin lugar a dudas.

Un saludo.

Tenés razón, se mencionan los monopolos pero sin entrar en ningún detalle. Sólo se dice que todavía no se han encontrado ninguno y que podría ser que los encontremos en el futuro.
</br> Saludos y gracias por la charla.

[Sartie]

Re: No entiendo algunas motivaciones de la física

Solo hubo una tentativa medio certera sobre la existencia de monopolos magnéticos y fue llevada a cabo por un español Don Blas Cabrera padre del excelentísimo Nicolás Cabrera, que ha día de hoy es considerado como el físico más grande que haya dado este país.
http://www.elpais.com/articulo/socie...pepisoc_8/Tes/

[Entro]

Re: No entiendo algunas motivaciones de la física

Bueno, ha habido varias... todas ellas no reproducibles, pero lo interesante es la posibilidad de tener configuraciones en materia condensada que "simulan" un monopolo. Se puede echar un vistazo aquí:

http://en.wikipedia.org/wiki/Magneti...matter_systems